ANTENNE: dalla bicicletta al jet


Ma quale antenna usare, per un'attività radiantistica? Una risposta per tutti è impossibile, come è impossibile proporre un mezzo di trasporto per un viaggio. C'è chi va a piedi, chi può disporre di una bicicletta, chi usa il motorino, e poi l'utilitaria, la media cilindrata, il bolide e addirittura il jet privato.
Per un viaggio nello spazio, com'è quello di una trasmissione radio, ci si può servire di un semplice filo di rame di adeguata lunghezza in rapporto alla gamma in cui si vuole operare fino a impiegare due o più monobande a sei elementi, di giusta spaziatura fra questi elemen­ti, issate su una torre o traliccio a parecchi metri dal suolo.
Tra questi due estremi esistono soluzioni intermedie di ogni tipo e di ogni prezzo. Il più bello, per chi decide di entrare nel campo dei radioamatori, è che con un pò di pazienza e pochi spiccioli (si fa per dire) l'antenna possiamo costruircela senza impegnare 1200 €.  richiesti ormai per una tre elementi d'importazione che operi sui 10,15 e 20 metri o i 500 €. richiesti per una 20 elementi sui 144 MHz.
Che cos'è un'antenna è presto detto, secondo il principio di non pretendere di scri­vere un trattato su ogni argomento quando esistono pubblicazioni specifiche del tutto esau­rienti. Un semplice filo steso nello spazio costituisce un circuito risonante LC e l'intensità del campo elettromagnetico che si stabilisce intorno all'antenna e si propaga nello spazio dipende dalla radiofrequenza immessa nel filo. Quando le due reattanze si annullano, l'antenna pre­senterà soltanto resistenza e l'irradiazione dell'energia dipenderà dalla corrente e dalla poten­za immessa (l'impedenza è data dalla tensione divisa la corrente). Variando tensione e cor­rente da un punto all'altro del filo-antenna, l'impedenza varierà da un punto all'altro: al cen­tro si avrà tensione zero, alle estremità del filo tensione massima.
Il discorso è molto più complesso, ovviamente. Ma deve indurre il principiante a prendere sul serio l'importanza di un buon sistema di antenna, di qualsiasi costo sia. È tipico di molti sottovalutare il ruolo dell'antenna, almeno all'inizio dell'attività. Magari si spendono cinquemila euro  per un apparato con tante belle luci e moltissimi pulsanti e si trascura l'antenna, con il risultato di avere una Ferrari senza benzina o con le gomme sgonfie.
Vediamo di dividere, sommariamente, le antenne per le varie attività radiantistiche, comin­ciando dalle HF.
Antenne filari: il dipolo può essere monobanda, per due o più bande, con o senza trappo­le, sfruttando in quest'ultimo caso il principio delle onde armoniche rispetto alla fondamenta­le. Un dipolo per i 40 metri (7 MHz) risuonerà anche per i 15 metri (21 MHz) in terza armonica e la stessa cosa avverrà per una verticale mezz'onda. Cambierà la polarizzazione, un altro fattore importante: il dipolo è polarizzato orizzontalmente, l'antenna ground-piane ha polarizzazione verticale. I dipoli trappolati in genere hanno una lunghezza ridotta. Co­munque, anche un dipolo a filo può essere disposto verticalmente, dal tetto della casa a ter­ra; oppure in diagonale, con una certa inclinazione, cosiddetta a sloper oppure a "V" inverti­ta, oppure in orizzontale (dipolo aperto).
Verticali: un tubo di alluminio di lunghezza adeguata alla gamma in cui si vuole trasmette­re avrà un angolo di irradiazione molto basso, adattissimo ai collegamenti DX. La verticale può essere a mezza onda, a 5/8 d'onda, ma il tipo prevalente è a quarto d'onda. Questo tipo di antenna, ovviamente di dimensioni ridotte in rapporto alla gamma di utilizzazione, darà buoni risultati se sistemato in un giardino con semplice presa di terra (un paletto metallico conficcato nel terreno e collegato da un semplice filo all'elemento radiante). Se invece si usa un terrazzo o un tetto, basterà collegare all'antenna dei radiali in filo di rame lunghi un quarto dell'onda. Una 1/4 d'onda per i 20 metri sarà dunque alta 5 metri e i radiali (più ce ne sono e meglio l'antenna distribuirà nell'etere il segnale) suppliranno alla mancanza di "ter­ra" consentendo una buona irradiazione.
Esistono sul mercato radiantistico (ma le si possono costruire secondo i molti manuali edi­ti in Italia e all'estero) antenne ground-piane multibande trappolate che coprono addirittura le gamme dai 10 agli 80 metri. Queste antenne rappresentano un compromesso, ma tutti (salvo pochi fortunati) devono fare i conti con le esigenze del condominio e anche con il bilancio familiare. Un'antenna verticale multibanda costituisce una buona base per un soddisfacente traffico, anche nel campo del DX. Tutto dipende dalla corretta installazione, da un adeguato cavo coassiale di collegamento, dalla perizia dell'operatore e, non certo per ultima, dalla propaga­zione.
Antenne direttive: Qui si sale di costo e di prestazioni, oltre che di dimensioni. Le direttive possono essere, grosso modo, divise in tre grandi categorie: le cubiche (o quad); le beam (a due e più elementi), le loop che in pratica sono mezze cubiche. Qualsiasi antenna di questo tipo può operare su una o più bande, con due o più elementi. Un'antenna presenta un de­terminato guadagno a seconda del numero di elementi (oltre all'elemento radiatore esistono riflettore e direttori) e alla spaziatura fra gli stessi. È il caso delle beam, costruire in tubi di alluminio collegati fra loro da un boom più robusto. Le quad consistono in fili di precisa lunghezza e agiscono su una sola banda, ma i quadrati delle gamme più alte, essendo di dimensioni inferiori, possono essere inclusi all'interno del telaio che regge i fili della banda più bassa. Anche nelle beam multi banda si usano trappole che permettono di operare su due, tre e anche quattro gamme, proprio come nelle verticali. Tuttavia il grande vantaggio di queste antenne - beam, quad, delta-loop, dipende anche dai gusti - è quello di poter essere dirette verso il punto in cui ci si vuole far ascoltare. In questo caso, oltre al guadagno offerto dai molti elementi opportunamente dimensionati e spaziati, la direttività reciproca assicura segnali forti e comunque consente di percorrere (sempre propagazione permettendo) lunghe distanze.
Un'antenna può in teoria essere ruotata a mano, ma ovviamente, se è posta su un palo o un traliccio di adeguata altezza per un miglior rendimento, è comodo e utile affidarsi a un rotatore elettrico che viene comandato dallo shack attraverso una scatola di controllo. L'esat­ta direzione, in gradi, la si controlla con un'occhiata e il gioco è fatto. In determinate condi­zioni, poiché il pianeta in cui viviamo è di forma sferica, l'Australia andrà collegata con ot­timi risultati non verso est, ma puntando la beam o la quad verso ovest sfruttando la cosid­detta "via lunga".
In sostanza, è sicuramente valido il motto "che l'antenna deve essere la più grande possibile e sistemata il più in alto (e libera da ostacoli) possibile. Tutto vero, ma spesso questa esigen­za non si concilia con le possibilità economiche e di sistemazione del complesso di antenna. Lo standard medio internazionale (se può esisterne uno) è costituito da un traliccio in ferro zincato alto 9-12 metri che sostiene un'antenna direttiva a tre elementi per le bande 10,15 e 20 metri; dipoli per i 40 e gli 80 metri (oggi anche per i 160) o verticali per le bande basse completano l'installazione. Un sistema del genere costa facilmente fino a duemila euro, a patto che si sia in grado di provvedere in proprio, o con l'aiuto di amici, all'installazione. Come si vede, è un investimento nel proprio hobby piuttosto consistente. Ovvio che, autocostruendosi una parte o tutto, le spese sono sensibilmente ridotte. Ed è anche un lavoro ap­passionante, in cui c'è perfino chi si impegna nel costruire il plinto in calcestruzzo che deve sorreggere tutto quel peso esposto alla costante sfida dei venti e delle intemperie.
Per le frequenze più alte, VHF e UHF, cioè per i 144 e i 432 MHz, i problemi sono diver­si. Più è corta l'onda della gamma in cui si lavora, più è piccola l'antenna. Se per una yagi dei 10 metri la mezz'onda è 5 metri, per i 2 metri (cioè i 144 MHz) la mezz'onda è un metro. Ecco che un'antennina di un quarto d'onda scompare alla vista perfino se montata sull'au­tomobile; oppure una direttiva (la polarizzazione sarà verticale per la FM e orizzontale per la SSB e il CW) potrà avere tranquillamente dai 10 ai 20 elementi disposti su un boom lungo al massimo 7-8 metri. E si tratta di antenne che pesano circa 6-7 chili e forniscono un gua­dagno di 17 decibel (questa è l'unità di misura fra due fonti sonore) sulla fonte isotropica.
Le bande VHF e UHF (in questa seconda gamma le misure ovviamente si riducono anco­ra) hanno due facce distinte. L'impiego in FM avviene spesso sui ponti ripetitori e allora basta pochissima potenza, anche 1 watt o meno per accedere al ripetitore e collegarsi con altri radioamatori in un raggio di una cinquantina di chilometri là dove non ci sono ostacoli fisici; per la sua attività in SSB e CW, in polarizzazione orizzontale, l'antenna direttiva di­venta un'esigenza per aumentare il proprio segnale ma soprattutto per ricevere il corrispon­dente.
L'aspetto più interessante e meno banale di queste bande è proprio offerto dai contest, le gare in cui ogni radioamatore mette alla prova se stesso. Poiché la propagazione del segnale in VHF e UHF risente moltissimo della posizione in cui ci si trova, spesso l'OM organizza spedizioni in località collinari o montane da cui trasmette magari in condizioni tutt'altro che favorevoli di clima. Ma da mille metri di quota, se attorno non ci sono cime più alte, con queste antenne, un normale transceiver da 10 watt e tanta pazienza nel sopportare i disagi della gita in quota si possono effettuare collegamenti straordinariamente divertenti, anche a lunga distanza, sia pure nell'ambito continentale. Fenomeni della propagazione delle radio­onde come l'È sporadico, che si verifica nella stagione estiva, permettono di ottenere risultati eccezionali.
In ogni caso, il ruolo dell'antenna (cioè le sue caratteristiche e il suo guadagno, oltre che il rapporto fronte-retro e laterale, per attenuare i segnali indesiderati) è sempre determinante. Se in periodi di straordinaria propagazione, basterà un pezzo di filo, cioè un dipolino o una verticale, per collegare in HF americani, russi e insomma OM di tutto il mondo, negli anni di magra l'antenna sarà la più fedele alleata per darci soddisfazioni e non lasciarci con l'amaro in bocca ascoltando colleghi che effettuano il collegamento raro mentre noi inutilmente ci siamo sgolati per fare il QSO. Certo, scegliere il momento buono e avere fortuna sono due cose che aiuteranno molto; ma, alla lunga, l'an­tenna più efficiente è il cavallo vincente. A parità di fantino, si capisce.