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.