Semplici antenne per il radioascolto V/UHF

• i miracoli esistono solo per chi crede in religioni, stregonerie, romanzi e cartoni animati. Le antenne hanno la sgradevole caratteristica di attenersi in maniera rigorosa ad una serie di leggi fisiche per la maggior parte ben conosciute. Chi afferma di fare miracoli di solito è un ciarlatano e imbroglione che cerca di rubarvi i soldi: qui vale lo stesso. I non giovanissimi ricorderanno quello spot della Telefunken che recitava "noi siamo scienza, non fantascienza": l'apparentemente inspiegabilità di alcuni fenomeni di solito dipende dall'inadeguatezza degli strumenti e della cultura di chi li osserva.
•  il rendimento di un'antenna è inevitabilmente legato alle dimensioni fisiche rispetto alla lunghezza d'onda. Non esiste un'antenna che "va bene" in assoluto. Al massimo  esistono antenne che vanno più o meno bene rispetto ad altre. Il metro di riferimento è il dipolo "a mezz'onda" di cui parleremo sotto. Antenne più "piccole", anche quando costruite bene, rendono meno ("perdono"), antenne più grandi possono "guadagnare" se costruite con criterio.
• se un'antenna è costosa ciò non significa automaticamente che funzioni meglio di un'altra più economica. Come in qualsiasi altro bene o servizio commerciato, il prezzo dipende da molti fattori: la bontà del progetto o della realizzazione spesso hanno un ruolo inferiore rispetto alla moda. E con questo mi sono giocato la possibilità di mettere pubblicità in queste pagine.
• non esistono antenne ottimizzate per qualsiasi tipo di traffico e segnale. Esistono antenne più o meno adatte a ricevere certi tipi di traffico e certi tipi di segnali. Le prestazioni sono date da un insieme di parametri che perolpiù si influenzano uno con l'altro. Migliorarne uno quasi sempre equivale a peggiorarne un altro.
• le V/UHF si propagano primariamente in linea ottica. Montagne, case, muri e la curvatura terrestre bloccano i segnali locali. Quindi un'antenna in campo aperto funzionerà meglio di quando posizionata in casa. Sul tetto ("in alto") funziona meglio che al pian terreno ("in basso").
• la vicinanza di oggetti non permeabili alle onde elettromagnetiche ha influenza sul funzionamento delle antenne. Un'antenna montata in campo libero e alla corretta distanza dal suolo ha un rendimento del tutto diverso dalla stessa tenuta sul davanzale di una finestra.

Il dipolo a mezz'onda. Semplice ed efficace, quest'antenna è uno dei "fondamentali" della radio. Strettamente parlando si tratta di due fili dalla dimensione calcolati per risuonare su una certa frequenza, esattamente nello stesso modo in cui le diverse corde della chitarra emettono suoni caratteristici. Quindi è un'antenna monobanda, adatta per ascoltare sulla frequenza per cui è calcolata o pochissimi MHz sopra e sotto. I due bracci "La" e "Lb" sono realizzati con un conduttore di rame o altro metallo. Il filo elettrico va benissimo per una versione floscia ed avvolgibile. Altrimenti del tondino d'ottone o ferro possono servire per una versione rigida. La scelta del materiale dipende da come contiamo di installare l'antenna. Massimo del risparmio: qualche esemplare l'ho costruito riciclando il filo metallico degli attaccapanni su cui le tintorie riconsegnano gli abiti, ma attenzione che alcuni hanno un sottile strato di vernice trasparente che li protegge e che va raschiato via per ottenere un buon contatto elettrico. I segnali locali in V/UHF, con l'eccezione delle trasmissioni tv, sono di solito polarizzati verticalmente, cioé trasmessi con l'antenna messa in verticale. Il motivo è di natura pratica perché montare un'antenna in orizzontale su autoveicoli o ricetrasmittenti portatili  crea qualche difficoltà. L'impiego di un'antenna con la polarizzazione sbagliata (es. ricevere in orizzontale una trasmissione fatta in verticale) causa una forte attenuazione del segnale ricevuto. Entrambe le versioni si prestano ad essere appese facendole penzolare dalla punta di La. Tra i metodi più comuni c'è quello di una piccola ventosa o dello scotch sul vetro della finestra. La versione rigida, se abbastanza solida, potrebbe anche essere piantata nel vaso di una pianta. Idem con quella avvolgibile se fissata ad un supporto rigido come una bacchetta di legno o materiale plastico. E' bene rinforzare la giuntura tra cavo coassiale e morsetto con del nastro isolante o della colla (a caldo o silicone), per evitare che lo stress meccanico lo spezzi. Nel caso di installazione all'aperto tutta la zona del mammuth deve essere impermeabilizzata. Le dimensioni in metri di La e Lb, uguali tra di loro, si calcolano come: (300'000 / <frequenza in kHz>) / 4 * 0,95 La parte di formula dentro alle parentesi calcola la lunghezza d'onda, che viene successivamente ripartita in quarti e ridotta per via di alcuni fattori che entrano in gioco quando le onde elettromagnetiche si propaghino in materiali conduttori anziché nel vuoto. La divisione in quarti non è casuale ma dettata da concetti di fisica che si possono approfondire qui.

Il fascio di dipoli Un altro modo per estendere la copertura in frequenza dell'antenna è quello di aggiungere altri elementi risonanti. Questa soluzione è impiegata da alcune antenne commerciali come la Scantenna o la Scanmaster Airmasterche in Italia non ho mai visto importate. Le lunghezze Lc, Ld ... si calcolano nello stesso modo visto per il dipolo semplice ed i segnali verranno automaticamente "catturati" da quello più adatto. La disposizione a raggiera è necessaria a minimizzare le interazioni tra un elemento e l'altro. Ricordando quanto abbiamo detto in precedenza circa la polarizzazione dell'antenna, l'inserimento di un grande numero di elementi incontra un limite fisico, perché alcuni finirebbero per modificare troppo l'orientamento rispetto a quello desiderato. Nel caso di una costruzione con elementi rigidi lo sviluppo può facilmente avvenire sui tre piani, dando origine a due forme a cono. Se optiamo per la versione flessibile da usare sulla finestra necessariamente si rimane legati alla bidimensionalità. La copertura in frequenza di questa antenna non è continua, ma rimane legata ai singoli elementi risonanti, così come una linea tratteggiata non è la stessa cosa di una continua. Con un numero di elementi molto elevato il risultato potrebbe avvicinarsi, ma le difficoltà costruittive aumentano molto. La risonanza in "segmenti" di contro può essere un vantaggio in determinate situazioni: l'assenza di dipoli per le bande sgradite della radiodiffusione commerciale 88-108 e dei canali tv si traduce in un'attenuazione di quei segnali.

Troppi fili? Una domanda che sicuramente sarà passata per la testa a molti leggendo la sezione sul dipolo a mezz'onda è qualcosa tipo: "Come mai sui portatili o sulle automobili c'è solo uno stilo e non due?". In effetti la metà dell'antenna apparentemente mancante è costituita dal corpo della radio o dalla mano dell'operatore in un caso, dalla carrozzeria del veicolo nell'altro. Ciò significa magari possiamo ometterli, ma solo ad alcune condizioni. Se disponiamo di una "terra", costituita per esempio dalla ringhiera di un balcone, possiamo provare a collegarla al posto del/dei fili che avremmo dovuto collegare alla calza del cavo. Oppure, nel caso di costruzione rigida, potremmo far scorrere il coassiale all'interno di un paletto di metallo, collegando la calza al tubo nel punto in cui sbuca. Anche la calza del cavo coassiale può in qualche modo sostituire il filo che avremmo dovuto collegarle, a patto che la lasciamo correre in direzione opposta al polo rimasto per una lunghezza equivalente..

Una variante sul tema che ho usato per qualche tempo quando non avevo proprio nessuna possibilità di mettere un'antenna esterna è quella rappresentata nella figura di fianco. Su una scatola di metallo ho montato alcuni connettori SO239, conosciuto anche come il "PL femmina da pannello", collegati tra di loro con spezzoni di cavo coassiale. Nel foro centrale del SO239 si incastra perfettamente un connettore di quelli chiamati a "banana" e spesso usati per l'alimentazione a 12v di ricetrasmittenti CB o amatoriali. Questa soluzione consente di predisporre una serie di radiatori facilmente sostituibili a seconda delle bande che vogliamo esplorare. La soluzione non è molto diversa da quella delle cosiddette "desktop discone" (discone da scrivania), il cui aspetto è quello di una discone con diverse aste montate sopra il disco. In effetti fungono davvero come discone solo sulle UHF più alte, mentre sulle VHF risultano piuttosto configurate come delle ground plane, dove è il radiatore verticale a dare la risonanza. In questo caso il costo di realizzazione cresce un po' per via dei SO239, ma penso si possa rimanere attorno ai €10. Come base posso testimoniare che funziona benissimo la scatola dei biscotti danesi al burro del Lidl, ma poi non lamentatevi con me per l'apporto calorico.

L'esemplare costruito da TheGentooist: considerata l'abbondanza di spazio, all'interno della base è stato inserito anche uno stub coassiale. L'ascolto è nettamente migliorato su tutte le frequenze per cui sono stati previsti  gli elementi verticali.

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Pubblicato: Feb09 Home