Antenne

Mi piace l'elettronica, le telecomunicazioni, la fotografia, suonare qualche strumento musicale, programmare... Ci sono un paio di progetti recenti che vorrei condividere con altri appassionati. Incominciamo con questa antenna Quagi 8 elementi per i 432 Mhz.

Inizialmente, provai a costruire l'antenna applicando il Progetto originale di N6NB , ma non funzionò bene. A volerla dir tutta, c'erano delle differenze tra la mia realizzazione e il progetto originale: per il radiatore e per il riflettore usai filo in rame smaltato da 1.8mm (quello che si usa comunemente per avvolgere bobine o trasformatori) perché, almeno in Italia, il vecchio filo isolato #12 TW è troppo difficile da trovare. Inoltre, il diametro dei miei direttori era di 4mm invece che 3mm. Probabilmente sono state queste differenze a creare un Rapporto di Onda Stazionaria inaccettabile, come potete vedere nella figura qua sotto:

Fig. 1 Curva di ROS ottenuta sperimentalmente con il prototipo basato sul progetto di N6NB

Qualcuno mi suggerì di ottimizzare l'antenna usando NEC2, e... ecco qui i risultati.

Questa Quagi è progettata per operare su 432.2Mhz, comunque lavora bene su una larghezza di banda abbastanza ampia. I dati seguenti sono stati ottenuti con 4NEC2D v. 5.3.2 di Arie.

Il prototipo si comporta meglio di quanto mi aspettassi, ma sembra che il radiatore richieda una piccola taratura, probabilemte a causa delle inevitabili imprecisioni introdotte durante la realizzazione pratica e, credo, a causa dello smalto sul filo di rame, il cui effetto è difficile da simulare (mi hanno detto che con NEC4 si può, ma io non ce l'ho). Nel mio prototipo, ho dovuto accorciare il radiatore di circa 3mm.

Suggerisco di procedere così:

1) Costruire l'antenna seguendo rigorosamente il dimensionamento riportato in tabella 2

2) Collaudare il prototipo e tracciare la curva di ROS

3) Tarare la lunghezza del radiatore. Una stima della nuova lunghezza si può ottenere con questa formula: DE(nuovo) = DE(vecchio) * fROSmin/432.2

dove fROSmin è la frequenza in MHz dove si è misurato il minimo ROS. DE è la lunghezza del radiatore (DE = Driven Element). Comunque la lunghezza finale dipenderà dalla vostra realizzazione, quindi prendetevela comoda e non tagliate troppo corto! (Accorciare è facile, ma per allungare dovrete rifare il radiatore perché le saldature possono dar fastidio a queste frequenze)

Ho messo qualche risultato sperimentale e le fotografie del prototipo in fondo a questa pagina. Rimpiango di non aver tenuto le curve di ROS relative al radiatore lungo 741mm e 738mm, comunque potete vedere che, con un radiatore di 735mm, il minimo ROS si trova @ 434.5MHz. Nell'ultimo grafico, potete trovare un'interessante comparazione tra la curva di ROS reale e quella simulata "con perdite" di un'antenna con radiatore di 735mm ("Con perdite" significa che ho tenuto conto, nella simulazione, di alcuni effetti dovuti ai materiali non ideali).

Divertitevi!

Tab. 2 Dimensionamento (lunghezze espresse in metri)

Fig. 3 Diagramma di radiazione piano verticale (Elevation) nello spazio libero (polarizzazione orizzontale)

Fig. 4 Diagramma di radiazione sul piano orizzontale nello spazio libero (polarizzazione orizzontale)

Fig. 5 ROS (SWR) e coeff. di riflessione

Fig. 6 Grafici dell'impedenza: Resistenza,Reattanza (sopra) e Modulo,Fase (sotto)

Fig. 7 Guadagno totale rispetto alla frequenza

Fig. 8 IK1HGE 432MHz 8el Quagi - guadagno polarizzazione orizzontale rappresentato in 3D

Le istruzioni pratiche per la costruzione le trovate nell'articolo dell'ideatore della Quagi N6NB, nell'ARRL Antenna Handbook e in molti siti internet. E' sufficiente cercare "Quagi" con qualsiasi motore di ricerca.

Per facilitarvi il compito, trovate qui sotto qualche suggerimento e qualche fotografia del mio prototipo.

• Usate qualche vernice protettiva non conduttiva per proteggere il boom in legno dall'umidità (tipo flatting per barche) e dal sole.

• Per fissare i due quadrati, io ho ritagliato due strisce di vetronite (FR4), cioé il normale materiale con cui si fanno i circuiti stampati. Ovviamente rimuovetecompletamente i fogli di rame incollati sulle superfici attraverso asportazione meccanica, se ci riuscite, o attacco chimico (cioé mettete le piastre nel cosiddetto "acido" senza proteggere il rame). Molti usano barrette di legno o altri materiali isolanti facilmente lavorabili, come plexiglass, PVC, plastica di vario tipo. Scegliete qualcosa che non si deformi molto al variare della temperatura!

• Il radiatore è alimentato attraverso un connettore femmina volante tipo N e un breve pezzo di RG213. Proteggete dalle intemperie i punti di connessione (io ho saldato) del cavo coassiale al quadrato in rame. To make Se fosse necessario, per rendere la connesione più flessibile, suggerirei di usare un cavo coassiale più sottile, con buona pace delle perdite come il pessimo RG58). Potete usare poi l'RG213 per la linea dal ricetrasmettitore al connettore dell'antenna.

• Dopo che ciascun direttore è perfettamente allineato, potete fissarlo con una goccia di colla a presa rapida.

Fig. 9 IK1HGE 432MHz 8el Quagi - Dettagli costruttivi del prototipo

Trovate altre fotografie nell'articolo Quagi pictures

Mi picerebbe ricevere dei commenti e le vostre impressioni su questo progetto. Per ulteriori informazioni, o per raccontarmi com'è andata con la vostra realizzazione, potete contattarmi via e-mail:

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Nota aggiunta il 2019-01-17: Dopo tanti anni, in tutto il mondo, sono stati realizzati molti prototipi della mia versione dell'antenna Quagi. Sono stato contattato molte volte da radioamatori, ingegneri e studenti che mi chiedevano dettagli per le loro costruzioni. Nonostante questo, non ho mai ricevuto nessuna fotografia di questa antenna costruita da qualcun altro. Mi piacerebbe molto ricevere e pubblicare le foto della vostra realizzazione. Per favore, speditemi le fotografie! 

Quest'opera è distribuita con Licenza Creative Commons Attribuzione - Non commerciale - Condividi allo stesso modo 4.0 Internazionale. Autore: ik1hge