presenta:
Antenna ad H, "HCC" in cavo coassiale
430 - 438 MHz (ma arriva anche a 460)
a cura di IZ1TQI Aldo
L'argomento di questa nuova trattazione è, come enunciato dal titolo, l'antenna a forma di "H". Si tratta, nella forma primigenia, di due dipoli semplici in parallelo, distanziati e collegati con una linea bifilare parallela di una certa lunghezza, tale da consentirne l'alimentazione con cavo coassiale da 52 Ohm.
Di per sè una tale configurazione permetterebbe un guadagno massimo attorno ai 4,5 dB in ricezione, ma per far questo la distanza tra i due elementi dovrebbe essere tale (0,16 λ), che la loro impedenza, nel punto di alimentazione, scenderebbe tra i 7 e i 10 Ohm, cosa che naturalmente impedirebbe di alimentarli per il tramite di un cavo coassiale da 52 Ohm.
Come al solito la coperta è troppo corta e necessariamente bisogna scendere ad un compromesso. Non è che non sia possibile adattare un'impedenza di 7-10 Ohm al cavo da 52 Ohm, ma perderemmo in semplicità di realizzazione, complicandoci, in buona sostanza, la vita.
Allora tale compromesso consiste nell'avvicinare i due dipoli a 0,4 λ , ma in questo caso il guadagno scende attorno ai 3 dB.
Un altro espediente per semplificarci la vita (Fac de necessitate virtutem, ovvero fai di necessità virtù), consiste nel sostituire alla linea bifilare parallela di unione tra i due dipoli semplici uno spezzone di cavo coassiale da 52 Ohm (io ho usato l'RG 223, delle stesse dimensioni dell'RG.58, ma a doppia calza argentata), il risultato saranno due dipoli, uniti tra di loro da un tratto di cavo da 52 Ohm, con collegamento incrociato (Fig. 1); l'alimentazione verrà ricavata (in opposizione di fase) su di uno qualsiasi dei due dipoli: coassiale con coassiale calza con calza, mentre per un collegamento in fase è indispensabile alimentare a metà del tratto di cavo coassiale di unione (Fig. 6). Le figure saranno molto più eloquenti delle parole.
Figura 1: Per accoppiare in opposizione di fase due dipoli con cavo coassiale Figura 2: Per accoppiare in opposizione di fase due dipoli con una linea bifilare
Figura 3: Prima configurazione per polarizzazione orizzontale Figura 4: Seconda configurazione per polarizzazione orizzontale
Figura 5: Configurazione per polarizzazione verticale Figura 6: Configurazione in fase con linea in cavo coassiale
Le raffigurazioni, desunte da Nuova Elettronica, con il collegamento in cavo coassiale anzichè con la linea parallela bifilare, si riferiscono a dipoli semplici in tubetto o tondino di alluminio; anzi, per la cronaca, l'amico IZ1NER Alberto, ha già trattato di questa antenna (HB9), direttiva a due dipoli a mezz'onda, fatta in tondino di alluminio, con linea bifilare, nel suo spazio.Questa che vi presento invece non è direttiva, ma omnidirezionale in quanto i due elementi sono perfettamente identici
Tuttavia l'idea originale, almeno mai vista prima in nessuna descrizione, consiste nella fusione di due concetti: infatti ho voluto realizzare e quindi ho avuto modo di sperimentare che tale configurazione ad H, con collegamento in controfase in cavo coassiale, funziona benissimo ed in maniera sorprendente anche nel caso di dipoli ripiegati anch'essi in cavo coassiale; insomma vi presento, credo in anteprima, l'antenna a forma di H tutta in cavo coassiale da 52 Ohm, che vorrei denominare "HCC".
In un precedente articolo, su questo stesso sito, ho già descritto la realizzazione dei dipoli ripiegati in cavo coassiale, pertanto non starò a ripetermi, riproponendone il calcolo e la realizzazione, vi rimando a quell'articolo.
Nel caso odierno si tratta di costruirne due, quanto più uguali si riesce, ed accoppiarli come viene mostrato nelle figure descrittive. Al momento io ho realizzato solo la configurazione in opposizione di fase e su di quella posso dare certezza del relativo e corretto funzionamento.
Quanto più la risonanza dei due dipoli ripiegati è simile tanto più avrete un ROS basso (ma non perdeteci la testa: i miei presentano risonanze diverse anche se non di molto), diciamo che è raggiungibile l'1,0:1, la larghezza di banda è molto ampia, diciamo dai 420 ai 460 MHz.
Realizzati i due elementi suddetti, li unirete con uno spezzone di cavo coassiale da 52 Ohm (di cui darò più in basso la formuletta per il calcolo della lunghezza), in modo che li colleghi in maniera incrociata come raffigurato nelle Figg. 1 e 2.
Il prototipo realizzato dal sottoscritto (vedi Foto 1) presenta le seguenti caratteristiche:
a 420 MHz ROS 1,0 : 1
430 " " 1,1 : 1
435 " " 1,2 : 1
437 " " 1,2 : 1
446 " " 1,1 : 1
461 " " 1,5 : 1 con qualche perdita di potenza
L'antenna in questione è stata anche collaudata con l'MFJ 269 di IZ1NER Alberto, che ha voluto onorarmi di una sua visita per tarare la End Feed-Hertz, che mi ha quasi obbligato ai realizzare per gli 80 e 40 metri, con risultati eccellenti, ed i responsi sono stati quasi identici a quelli da me riportati in tabella.
Come intuirete si potrebbe correggere qualcosa nel ROS in modo da fare slittare l' 1,0:1 verso l'alto, tuttavia, considerato che si tratta di un prototipo e che mai va modificato quel che già funziona, mi riservo eventualmente di effettuare una tale modifica allorquando realizzerò la versione definitiva "ex novo" e provvederò anche a sigillare il tutto, con cura, contro infiltrazioni d'acqua.
Tutte le raccomandazioni già avanzate nell'articolo precedente sono sempre valide, compresa quella di far correre il cavo di alimentazione perpendicolare all'antenna per almeno una lunghezza d'onda.
La formuletta che vi permetterà di calcolare la lunghezza del tratto di cavo coassiale d'unione tra i due dipoli è la seguente:
Lunghezza cavo coassiale = 288 / MHz * 0,40 * coeff. di propag. cavo coassiale
...ossia, se il centro banda sarà a 434 MHz ed il cavo ha un coeff. di propagazione = 0,66, scriveremo 288 / 434 * 0,40 * 0,66 = 17,5 cm.
Lo scrupolo al millimetro su questa misura non è necessario.
Il coefficiente 0,40 si desume da un grafico che descrive l'impedenza ed il guadagno d'antenna in funzione della distanza tra i due dipoli. Devo confessarvi che, rivedendo il grafico mentre stavo posizionandolo nella presente pagina, mi sono reso conto d'aver usato un coefficiente 0,50 anzichè 0,40, tuttavia la cosa sembra aver influito ben poco o nulla sull'adattamento di impedenza, quindi mi vedo costretto a garantire per coefficiente 0,50.
Tuttavia l'idea originale, almeno mai vista prima in nessuna descrizione, consiste nella fusione di due concetti: infatti ho voluto realizzare e quindi ho avuto modo di sperimentare che tale configurazione ad H, con collegamento in controfase in cavo coassiale, funziona benissimo ed in maniera sorprendente anche nel caso di dipoli ripiegati anch'essi in cavo coassiale; insomma vi presento, credo in anteprima, l'antenna a forma di H tutta in cavo coassiale da 52 Ohm, che vorrei denominare "HCC".
In un precedente articolo, su questo stesso sito, ho già descritto la realizzazione dei dipoli ripiegati in cavo coassiale, pertanto non starò a ripetermi, riproponendone il calcolo e la realizzazione, vi rimando a quell'articolo.
Nel caso odierno si tratta di costruirne due, quanto più uguali si riesce, ed accoppiarli come viene mostrato nelle figure descrittive. Al momento io ho realizzato solo la configurazione in opposizione di fase e su di quella posso dare certezza del relativo e corretto funzionamento.
Quanto più la risonanza dei due dipoli ripiegati è simile tanto più avrete un ROS basso (ma non perdeteci la testa: i miei presentano risonanze diverse anche se non di molto), diciamo che è raggiungibile l'1,0:1, la larghezza di banda è molto ampia, diciamo dai 420 ai 460 MHz.
Realizzati i due elementi suddetti, li unirete con uno spezzone di cavo coassiale da 52 Ohm (di cui darò più in basso la formuletta per il calcolo della lunghezza), in modo che li colleghi in maniera incrociata come raffigurato nelle Figg. 1 e 2.
Il prototipo realizzato dal sottoscritto (vedi Foto 1) presenta le seguenti caratteristiche:
a 420 MHz ROS 1,0 : 1
430 " " 1,1 : 1
435 " " 1,2 : 1
437 " " 1,2 : 1
446 " " 1,1 : 1
461 " " 1,5 : 1 con qualche perdita di potenza
L'antenna in questione è stata anche collaudata con l'MFJ 269 di IZ1NER Alberto, che ha voluto onorarmi di una sua visita per tarare la End Feed-Hertz, che mi ha quasi obbligato ai realizzare per gli 80 e 40 metri, con risultati eccellenti, ed i responsi sono stati quasi identici a quelli da me riportati in tabella.
Come intuirete si potrebbe correggere qualcosa nel ROS in modo da fare slittare l' 1,0:1 verso l'alto, tuttavia, considerato che si tratta di un prototipo e che mai va modificato quel che già funziona, mi riservo eventualmente di effettuare una tale modifica allorquando realizzerò la versione definitiva "ex novo" e provvederò anche a sigillare il tutto, con cura, contro infiltrazioni d'acqua.
Tutte le raccomandazioni già avanzate nell'articolo precedente sono sempre valide, compresa quella di far correre il cavo di alimentazione perpendicolare all'antenna per almeno una lunghezza d'onda.
La formuletta che vi permetterà di calcolare la lunghezza del tratto di cavo coassiale d'unione tra i due dipoli è la seguente:
Lunghezza cavo coassiale = 288 / MHz * 0,40 * coeff. di propag. cavo coassiale
...ossia, se il centro banda sarà a 434 MHz ed il cavo ha un coeff. di propagazione = 0,66, scriveremo 288 / 434 * 0,40 * 0,66 = 17,5 cm.
Lo scrupolo al millimetro su questa misura non è necessario.
Il coefficiente 0,40 si desume da un grafico che descrive l'impedenza ed il guadagno d'antenna in funzione della distanza tra i due dipoli. Devo confessarvi che, rivedendo il grafico mentre stavo posizionandolo nella presente pagina, mi sono reso conto d'aver usato un coefficiente 0,50 anzichè 0,40, tuttavia la cosa sembra aver influito ben poco o nulla sull'adattamento di impedenza, quindi mi vedo costretto a garantire per coefficiente 0,50.
Le fotografie successive sono quelle relative al mio assemblaggio: come potrete ben osservare entrambi i dipoli, realizzati in passato, sono stati allungati con spezzoncini di filo di rame nudo (Foto 1); il collegamento è stato fatto correre (per protezione) entro due tronconi telescopici di tubo per impianti elettrici di sezioni diverse (Foto 4), questo al fine di poter effettuare le saldature, senza intaccare la plastica dei tubi.
Una volta terminato il lavoro di saldatura è stata effettuata l'estrazione di un tubo dall'altro, infine è stato aggiunto un altro troncone di tubo plastico di sezione maggiore entro cui far correre il cavo di alimentazione (Foto 1); le intaccature visibili sui tubi servono ad alloggiare e a tenere fermi, in posizione corretta, i due dipoli.
Sconsiglierei, per il collegamento con la discesa, l'uso di bocchettoni femmina da pannello, al massimo inserite un PL maschio con relativo raccordo femmina-femmina; personalmente ho preferito la saldatura direttadel cavo di discesa sull'antenna (Foto 2 e 4).
Foto 4: L'antenna vista nei suoi elementi costruttivi
Tengo a precisare, per coloro che mi avranno catalogato come il "maniaco del cavo coassiale", che non si tratta di una mia ossessione, nè nutro particolari morbosità nei suoi confronti, onde la mia sindrome non è patologica nè pericolosa come suole sempre dire il mio psichiatra, quando gliene parlo.
Ribadito in chiusura che l'antenna trattata non è direttiva, ma possiede comunque dei massimi in ricezione, qui mi fermo, sembrandomi non ci sia altro da segnalare oltre l'ennesima raccomandazione di usare cavi decenti per lunghe discese, se volete che giunga qualcosa in antenna e riportando quanto racconta sempre IZ1NER Alberto: "ho usato (per la 430-438) come cavo di alimentazione l'RG213 mini; pur essendo lungo pochi metri,
quando ho iniettato in antenna soli 50 W, si è scaldato tanto da rammollirsi"... quindi meditate, mentre vi auguro buon lavoro!