Antenna “Ground plane direttiva su sei direzioni”

Questa è una antenna adatta per HF se si dispone di un terreno od un cortile in cui piantare tre aste verticali di λ/4 di lunghezza. Per un buon rendimento necessita disporre di un’ottima terra con una bassissima resistenza; l’ideale sarebbe stendere sul terreno una rete metallica messa a terra ancora più larga della base dell’antenna.

Come si vede nel disegno a fianco, l’antenna è costituita da tre aste verticali lunghe ognuna un quarto d’onda e posizionate equidistanti l’una dall’altra come ai vertici di un triangolo equilatero i cui lati misurano ognuno un quarto d’onda.

Ogni asta è isolata da terra (basta poggiarla su un supporto od un tubetto in plastica).

Per mantenere in piedi i tre elementi o aste dell’antenna queste sono collegate tra loro da una cordicella di nylon vicino ai vertici e poi fissate a tre paletti nel terreno. In questo modo si assicura una discreta stabilità alle intemperie.

L’impedenza di ogni elemento è di circa 36 ohm perciò bisognerebbe trovare dei cavi coassiali di tale impedenza; in mancanza si può ovviare facilmente facendo degli accordatori a stub a T (che non sono indicati nel disegno) per portare l’impedenza al valore di 52 ohm nominale del cavo coassiale.

Ogni cavo di identica lunghezza va a confluire ad una scatola di commutazione (descritta in seguito) ed a questa confluisce pure uno spezzone di cavo lungo lambda/4 (un quarto d’onda in aria moltiplicato per il coefficiente di velocità del cavo usato) che serve a sfasare di un quarto d’onda il segnale a radiofrequenza che alimenta di volta in volta due dei tre elementi dell’antenna in modo da conferirle direzionalità.

La commutazione dei cavi di alimentazione, al fine di dare direttività all’antenna su sei direzioni differenti (due per ogni lato, una in un senso e una nell’altro) viene effettuata mediante l’impiego di tre relais che vengono telecomandati dallo shake.

Dato che due elementi dell’antenna vengono alimentati praticamente in parallelo l’impedenza ne risulta di circa 26 ohm; necessita quindi inserite un altro accordatore a stub a T sul cavo, come da disegno in alto, al fine di avere un’impedenza risultante esatta di 52 ohm.

Se gli accordi vengono fatti perfettamente le onde stazionarie risultanti sono assenti con un rapporto di 1/1.

Importante, dato che l’impedenza di ogni elemento è bassa, avere una bassissima resistenza di terra, altrimenti, anche se il tutto pare funzionare alla perfezione, la radiofrequenza invece di essere irradiata in gran parte va a scaldare il terreno sottoforma di effetto Joule.

Qui sopra sono riportati diagrammi relativi all’accorciamento dell’antenna ed alla resistenza di irradiazione e curve per calcolare le dimensioni degli accordatori a stub aperto o chiuso; a sinistra è riportato un disegno di come eseguire praticamente la connessione.

Ricordarsi che nelle misure ottenute va sempre tenuto conto del fattore di velocità del cavo usato.

I tre relais vengono collegati come nello schema accanto e vengono commutati come indicato sotto per operare in tutte le sei direzioni possibili.

Qui, per semplicità, è indicata la commutazione del solo conduttore centrale, ma i relais devono essere bipolari in modo da commutare sia il conduttore centrale che la calza esterna di ogni cavo coassiale.

A sinistra sono mostrate le direzionalità dell’antenna in funzione della disposizione dei contatti dei tre relais.

Io ho sperimentato questa antenna per la banda dei 40 metri con buoni risultati.

L’importante è avere una ottima terra con bassissimo valore ohmico a cui collegare la calza del cavo di alimentazione delle tre aste di un quarto d’onda verticali.

Il diagramma di irradiazione orizzontale dell’antenna è quello rappresentato a sinistra.

Come si vede la forma è a cardioide, con un’irradiazione verso il retro praticamente zero.