“E”ntenna
…ovvero, un dipolo ripiegato in banda aeronautica 118-130 MHz
di Carlo Marcheggiani
Questo progetto nasce dall’esigenza di realizzare un’antenna per un velivolo ultraleggero autocostruito, in legno e tela, che potesse essere alloggiata all’interno della fusoliera.
Generalmente su questi velivoli si impiega uno stilo a λ/4 il quale, pur essendo una soluzione economica, di facile installazione, presenta i seguenti inconvenienti:
Pensando ad una soluzione interna alla fusoliera, essendo questa in materiale isolante, ho iniziato lo studio partendo da un dipolo classico λ/2, modificandolo in modo da ridurne gli ingombri in modo idoneo e cercando di ottenere un diagramma di radiazione quanto piu’ possibile sferico. La polarizzazione deve essere verticale e la lunghezza deve essere inferiore o uguale a 70 cm.
Partendo dal dipolo λ/2, centro banda a 125 MHz, lunghezza 120 cm circa, ho iniziato a ripiegare i due bracci a circa meta’ della loro lunghezza ottenedo due risultati:
Come si puo’ vedere nelle figura seguente:
L’effetto della ripiegatura e’ molto interessante in quanto porta l’impedenza caratteristica ad un valore resistivo molto vicino ai 50 ohm richiesti. Purtroppo l’effetto sulla parte reattiva e’ notevole.
Per neutralizzare la parte reattiva ho inserito uno stub a linea bifilare aperta, realizzandolo direttamente sugli elementi stessi del dipolo.
Per mantenere una certa simmetria della costruzione, ho cercato di mantenere la lunghezza dello stub pari a quella dei bracci orizzontali. A questo punto, per riottenere un’impedenza resistiva di 50 ohm, occorre spostare leggermente il punto di alimentazione. Dopo una serie di ottimizzazioni, atte anche a mantenere una banda utile di almeno12 MHz, il risultato e’ stato il seguente:
In realta’ ho dovuto modificare leggermente la geometria dei bracci, inclinando quelli orizzontali verso l’esterno.
La forma ottenuta da` il nome all’Entenna la quale e’ stata realizzata con due pezzi di tubo di alluminio da 10 mm di diametro, lunghi 80 cm, piegati ad U con il segmento centrale di 32 cm. Ho utilizzato una pinza piega tubi per fare le curve, ma riempiendo i tubi di sabbia si riesce comunque a fare un buon lavoro, mantenendo un raggio di curvatura di 2 cm circa. Gli elementi dello stub (quelli in rosso), sono infilati in un blocchetto di plexiglass (o analogo materiale isolante) e mantenuti ad una distanza di 4 cm, tramite due fori da 10 mm praticati nel blocchetto. Due viti da 3 mm mantengono tutto in posizione.
L’alimentazione avviene tramite due fascette (nella mia realizzazione di rame) la cui posizione andra’ trovata sperimentalmente con l’aiuto del ROSmetro, verificando l’andamento della riflessione su tutta la banda. L’accordo dell’Entenna si realizza accorciando con una taglia tubi o un seghetto, 5 mm alla volta, i bracci esterni e aumentando o riducendo la loro divergenza.
L’alimentazione dell’Entenna dovrebbe essere bilanciata e potrebbe essere realizzata con un qualsiasi BALUN 1:1 (come ad sempio due tronchi di linea λ/4 - 3/4 λ), ma per ragioni di peso ho preferito alimentarla direttamente con il cavo coassiale. Per eliminare (o meglio, ridurre) la corrente che scorre all’esterno della calza, a causa dell’effetto pelle, ho utilizzato un choke, realizzato con 4 nuclei tubolari di ferrite inseriti sul cavo e bloccati con del termorestringente.
Il risultato ottenuto in pratica, considerata l’influenza dei cavi di acciao dei comandi dei piani di coda dell’aereo, che scorrono in prossimita’ dell’Entenna, e’ riportato nel diagramma seguente:
Il valore di 1,5:1 a centro banda e’ certamente un buon risultato, considerando anche il metodo di alimentazione e l’influenza delle parti strutturali dell’aereo, mentre i valori all’intorno di 2:1 agli estremi sono ritenuti accettabili.
Lo studio dell’Entenna e’ staro realizzato con il programma MMANA-GAL che ha dato ottimi risultati pratici. La simulazione in aria libera dovrebbe rispecchiare abbastanza realmente le condizioni di impiego su di un aeromobile in volo e gli ottimi collegamenti realizzati in un raggio di 30 Km dalla stazione di terra, alla quota di 300 m a.g.l. , potenza in uscita 4,7 W, ne hanno confermato la bonta’.
Di seguito alcune immagini dell’Entenna e della sua intallazione in una fusoliera in legno.
