Antenna LOOP per 80 metri, solo ricezione

riferimenti

genere	DATA	generalità	Note	distribuzione
‘radio, autocostruzione	2001	Loop ricevente attivo per banda 80 metri	Iniziato per corso teoria ARI Vinci	agz

GENERALITA’

Si tratta di un progetto per scopo didattico. Un antenna che deve essere compatta da stare su un tavolo e poter funzionare con un ricevitore semplice tipo DCR. La banda di lavoro prevista è quella degli 80 metri.

Le numerose letture, sia su carta che su internet, come ad esempio “Thinking about ideal loops” di Marco Bruno IK1ODO, l’handbook ARRL e altri, mi portano a costruire un piccolo loop ricevente.

Originalmente doveva servire come antenna realmente efficace da usare in aula per le lezioni di teoria, al corso per radioamatori.

Loop magnetico

È un LOOP sintonizzato e schermato elettro-staticamente. L’elemento attivo è sensibile alla componente magnetica del campo (H). Seguito da un amplificatore che adatta l’impedenza all’uso di cavo coassiale verso il ricevitore. Le prestazioni indoor sono rese possibili dalla poca vulnerabilità alla vicinanza di oggetti (per esempio il ricevitore), inoltre possiede un effetto direttivo molto gradito per la eliminazione di disturbi.

La fessura nella schermatura del coassiale che costituisce il loop è effettuata nel punto più basso dell’anello, contrariamente alla tradizione. È vicina alla scatoletta metallica che contiene anche l’amplificatore.

Il loop costituisce un circuito accordato tra induttanza dell’anello di cavo, la capacità della schermatura propria del coassiale e una capacità aggiunta in parallelo per la sintonia. Il fattore di merito è abbassato da una resistenza parallela per ottenere una risposta uniforme su tutta la banda degli 80 metri senza necessità di sintonizzare manualmente.

Figura 1, realizzazione finale

Il LOOP schermato possiede una propria induttanza e una propria capacità che lo rendono risonante, come un circuito LC parallelo. Ho selezionato un LOOP di dimensioni fisiche e di tipo di conduttore che avesse una propria frequenza naturale di risonanza ben superiore alla frequenza di lavoro voluta. (cavo RG213U MIL C17). In questo modo per trovare la sintonia aggiungo capacità fissa con un conseguente aumento del Q. Sono necessarie diverse misure con generatore e oscilloscopio per arrivare ad un compromesso accettabile. Inoltre si valutano induttanza e capacità proprie del LOOP.

Disponendo di cavo coassiale con minore capacità per unità di lunghezza si potrebbe, a parità di dimensioni, ottenere un Q maggiore e quindi migliore selettività. Mi riprometto di provare con un cavo professionale da 75 ohm di impedenza. In questo caso però la volontà è di creare un antenna che lavori a larga banda entro la banda richiesta.

La figura precedente riporta le note delle misure. Il LOOP a vuoto risuona a 24 MHz. Aggiungendo 100 pF in parallelo la risonanza va a 11.7 MHz.

Questo permette di valutare la capacità propria del LOOP con la formula che risulta essere di 31.17 pF. (FM frequenza massima; Fm frequenza minima) .

Trovare l’induttanza del LOOP (1.4 uH) e la capacità di risonanza alla frequenza centrale geometrica di lavoro (3.5-4.0 MHz) è cosa semplice (1360 pF totali). Anche una misura diretta del LOOP con il misuratore di induttanza dà risultati uguali.

Con il generatore si analizza la risposta del LOOP da solo per determinare la larghezza di banda a –3dB, per determinare il Q. Poi si calcola la resistenza da aggiungere in parallelo al LOOP per ottenere la larghezza di banda voluta. In questo caso corrisponde ai 3.3 MOhm in parallelo al gate del FET.

In questo modo la costruzione del LOOP è completamente “plasmabile” a piacere del costruttore, per sposare le dimensioni fisiche alla banda richiesta.

AMPLIFICATORE

Si tratta di un semplice amplificatore a FET, un BF245, auto-polarizzato con resistenza di source. La corrente è stata regolata per 5 milliAmpere. È un valore abbastanza elevato, pensando di contrastare con una elevata energia in gioco i fenomeni di intermodulazione più banali.

L’alimentazione può provenire sia dal connettore BNC del segnale (ponticellando un cavallotto) sia da un alimentatore esterno via un jack da alimentazione.

Dal DRAIN del FET al coassiale verso il ricevitore è stato inserito un circuito pi-greco passa basso e adattatore di impedenza, con un Q di 10.

L’induttanza L1 è il tipo per circuito stampato siglata “0234” e pre-tarata per 1.72 microHenry.

Figura 2, schema elettrico

Nota: il fet utilizzato è il tipo BF245 B. Il carico rappresentato nello schema è in realtà il cavo coassiale verso il ricevitore ed il ricevitore stesso. La batteria è in realtà un connettore per un alimentatore esterno.

Caratteristiche tecniche:

· dimensioni: altezza da terra 810 mm; supporto = legno, viti in ottone.

· diametro LOOP 480 mm

· scatola amplificatore 100X55X23 (ex tabacco CAPSTAN in lamierino stagnato)

· connettori:

verso ricevitore: femmina BNC.

per alimentazione: presa per spinotto 6 mm.

· Alimentazione da 11 a 14 Volt dc.

· Impedenza uscita 50 ohm

· Frequenza di sintonia 3.5-3.8 MHz @ -3dB (fissa)

· Possibilità di essere alimentata dal cavo coassiale proveniente dal ricevitore.

· Protezione contro polarità inversa di alimentazione. (diodo).

RISULTATI

Non sono state fatte prove rigorose, mancando tempo e attrezzature. Però il funzionamento effettivo ha dato i risultati aspettati.

Il confronto con altre antenne più blasonate e con eguale ricevitore, è stato alla pari, considerando che questa LOOP è usata all’interno e appoggiata su un tavolo, beh direi che va bene!

Alessandro Frezzotti