Vi propongo un progettino niente male per la realizzazione di una antenna direttiva yagi 5 elementi per la banda dei 2m, ideale per la fetta dedicata alla modulazione ssb, quindi per intenderci l’antenna è tarata per l’intorno di 144.300 mhz.
La scelta dei 5 elementi è risultata congeniale per ottenere delle misure non eccessivamente ingombranti ma che garantissero delle prestazioni di una certa rilevanza. Dunque iniziamo col dire che il boom è da 2m esatti e che il guadagno dell’antenna è 9.5 dBd e il rapporto front/back è 24 dB. Ci si rende subito conto che questi numeri sono rilevanti, soprattutto il front/back, ovvero l’antenna sarà davvero molto direttiva.
Procediamo con un pò di teoria: esistono essenzialmente due tipi di antenne direttive a configurazione yagi, quelle a spaziatura corta e quelle a spaziatura larga. Le differenze sono notevoli: le yagi a spaziatura corta son o caratterizzate da ridotte dimensioni e un guadagno medio che garantisce comunque una buona direttività, ma questa non sarà mai esagerata! Altra particolarità è l’impedenza al punto di alimentazione sul dipolo radiatore, questa sarà di 12,5 Ohm.
Per la yagi a spaziatura lunga il discorso varia: la spaziatura considerevole tra gli elementi garantisce guadagni elevatissimi con altrettanto elevati valori di rapporto front/back a discapito però delle dimensioni impegnative dell’antenna. Inoltre varia anche l’impedenza al punto di alimentazione, sarà di 28 Ohm.
Per alimentare queste antenne con la classica discesa coassiale a 50 Ohm bisognerà adattare l’impedenza con un “accrocchio” chiamato gamma match. Io ho seguito il progetto di Martin DK7ZB, che nel campo delle yagi è maestro (http://www.mydarc.de/dk7zb/start1.htm). Il progetto prevede l’uso di due spezzoni di cavo coassiale da 50 Ohm nel caso di yagi a spaziatura corta e da 75 Ohm per yagi a spaziatura lunga.
Questo adattamento di impedenza risulta sempre molto critico dal punto di vista delle dimensioni! Nel mio caso avevo provato inizialmente a farlo con cavo rg-213 ma per questioni di spazio per saldature e attacchi avevo dovuto allungare un pò le dimensioni e questo ha causato la completa inefficienza del tutto. Allora ho rimediato adottando cavo rg-58, anzi nel mio caso si trattavo di cavo h-155. Tra l’altro influisce anche il tipo di dielettrico usato nel cavo. Di seguito le misure esatte a seconda del dielettrico per yagi a spaziatura corta:
The length is 42cm (braid!) with H-155 (V=0,82), 44cm with Aircell-7 (V=0,85), with full PE-coax V=0,67 (34,5cm), with PTFE V=0,71 (37cm).
Per congiungerela discesa con il gamma match si può usare un connettore a pannello, ma io mi sono trovato anche bene con dei semplici morsetti a mammuth per uso elettrico.
Passiamo ora al progetto vero e proprio. Innanzi tutto di deve tener presente che gli elementi devono essere isolati dal boom, l’isolamento può essere realizzato con delle staffette in materiale plastico oppure si può fissare l’elemento con una vite e bullone nella metà esatta, questo punto è chiamato punto zero e non ha nessuna influenza dal punto di vista elettromagnetico, infatti, a parte il dipolo radiatore, gli altri elementi sono passivi elettricamente e interagiscono solo elettromagneticamente modificando il campo elettromagnetico generato in fase di trasmissione. Nel mio caso ho voluto sperimentare una soluzione diversa che permettesse una facilità costruttiva considerevole anche in previsione di un uso portatile. Ho usato un boom di plastica, esattamente ho usato un tubo in pvc da impianti elettrici da 32mm di diametro dal costo di 90 cent. gli elementi li ho fissati con i tipi attacchi a clip per questi tipi di tubi per impiantistica, infatti apportando due fori è possibile far passare due fascette che fermano l’elemento, poi il tutto si può bloccare con una vite passante e un pò di collante bicomponente metallo/plastica e non si muove più nulla.
Per il dipolo radiatore ho montato una cassetta da impianistica e facendo entrare i due bracci li ho fissati con altr fascette, ricordarsi di fare due fori nei punti iniziali dei bracci per poter agganciare i capicorda del gamma match!
Passiamo alle misure:
——————————————- riflettore (6mm) 1032mm
—————— ——————— radiatore (10mm) 966mm
———————————— direttore 1 (6mm) 938mm
———————————- direttore 2 (6mm) 932mm
——————————– direttore 3 (6mm) 918mm
Tra parentesi ho indicati i diametri dei tubi di alluminio usati per gli elementi e di seguito le lunghezze di ciascuno.
Di seguito qualche foto della realizzazione:
Una evoluzione del progetto potrebbe essere la costruzione di altre direttive uguali e l’accoppiamento delle stesse. L’accoppiamento causa disadattamenti di impedenza e quindi bisognerà intervenire per riportarsi ai classici 50 Ohm. Esistono vari modi di accoppiamento di antenne per cui vi rimando alla pagina dedica sul sito di Martin DK7zb (http://www.mydarc.de/dk7zb/Stacking/stacking.htm). Illustrerò solo lo schema di ciò che prossimamente realizzerò:
L’accoppiamento di più antenne fa accrescere notevolmente il guadagno e anche la larghezza di banda, Martin afferma che 4 antenne yagi 5 elementi per i 2m hanno un guadagno complessivo di 15,6 dBd, valore questo davvero impressionante! Di fatto il sistema diventa come un’unica antenna e mi sento di consigliare di prestare attenzione a come si effettuano i vari collegamenti dei gamma match e delle discese, nonchè le varie saldature per evitare dispersione di potenza, a maggior ragione se si va solo con la potenza dell’apparato. Da specificare che nel caso in cui si usino amplificatori di potenza si dovrebbe curare nello specifico tutte le saldature e gli attacchi vari per evitare sfiammate e dispersioni di potenza.
Questo è tutto, nella prossima puntata spero di raccontarvi le mie impressioni sull’accoppiamento di 4 antenne. Saluti da IZ7KHR, Francesco.
