Scritto da Giuseppe Gristina I0FTG
Un'antenna omdirezionale, in banda 23 centimetri, in polarizzazione orizzontale: ALFORD.
Preambolo
Molti anni addietro, quando abitavo a Palermo, verso la seconda metà degli anni ottanta (1987), l'attività in banda 23 centimetri SSB era fiorente, nacque l'esigenza d'installare una rete di beacon.
Con la collaborazione di Giuseppe Cristini, I0HOC, ed altri OM, ho costruito ed installato due beacon nell'aria del Mar Tirreno; in altre parole uno era attivo da Palermo M.Pellegrino presso il centro RAI omonimo, e l'altro ad Acilia......
Uno dei problemi affrontati e risolti furono proprio le antenne: dovevano presentare un lobo d'irradiazione omdirezionale, irradiare in polarizzazione orizzontale e presentare un ingombro irrisorio; in altre parole dipoli a fessura ALFORD.
La doppia Alford a M.Pellegrino
Io mi occupai della parte TX con la costruzione di due eccitatori 144MHz, manipolati in morse, con uscita di pochi milliwatt (+7dBm) e due convertitori in TX, per i 1296 MHz, con ingresso a 144MHz ed uscita attorno ad un Watt (+32dBm).
Peppe, I0HOC, con l'aiuto di altri OM della sezione di Acilia costruì quattro doppi dipoli tipo Alford e due accoppiatori, in modo che ogni beacon irradiasse con un sistema di due Alford accoppiate.
La misura del sistema irradiante con due Alford accoppiate: il return loss
Anni addietro, fine anni novanta, ho avuto il piacere di seguire un'altra attivita in banda 23 centimetri, questa volta mi trovo in Umbria ad Orvieto.
Alcuni radioamatori scoprono la possibilità di fare attività ATV in FM; ovvero con il segnale proveniente da piccole telecamere a stato solido, opportunamente accompagnato da una sotto-portante a 6.5MHz, per l'informazione audio, si modula in FM un oscillatore in banda 23 centimetri, si amplifica al livello necessario e questo costituisce la parte TX del sistema.
La parte RX costituita dall'unita interna di un ricevitore satellitare analogico sintonizzato nella banda 23 centimetri: 1240 - 1300 MHz e collegato ad un normale ricevitore televisivo tramite la presa scart.
L'attivitò propone il problema dell'antenna.
Nella postazione fissa utilizzare una Yagi, del fabbricante e radioamatore francese, è stata cosa banale....... in portatile ho visto molti esperimenti!
.............un giorno seguivo le prove di un gruppo di OM in cui era presente I0ISI, I0WYC, RED ed altri.......dopo aver notato insoddisfazione nelle prestazioni di alcune antenne utilizzate in portatile, entrai nel QSO e dissi di provare il doppio dipolo a fessura Alford.
Allìinizio non fu dato peso al suggerimento (nessuno dei presenti aveva esperienza nei sistemi irradianti), ma Sergio, I0ISI, fu attaccato dal "tarlo" della curiosità e comincio a chiedere: cosè Alford?.... Come si costruisce?........ Mi mandi un disegno?
Antenna a fessura
Se prendiamo un pannello metallico (alluminio, ottone) di spessore non molto sottile (un millimetro è sufficiente) e pratichiamo una fessura larga non oltre quattro millimetri, lunga un landa circa (poco meno) otteniamo un'antenna.
L'alimentazione è tramite cavo coassiale ed è collegato a metà lunghezza della fessura con il polo caldo in un lato e la calza nell'altro lato (vedi disegno).
L'alimentazione è di tipo bilanciato con impedenza prossima a 200 ohm, il cavo coassiale è sbilanciato quindi è necessario un simmetrizzatore e trasformatore d'impedenza (balun 4 a 1) che, per non complicare il disegno, non sono stati rappresentati.
La nostra antenna è molto simile ad un dipolo alimentato al centro.........ma rispetto al dipolo ha i diagrammi d'irradiazione invertiti.
In altre parole al posto del campo elettrico del dipolo, la fessura presenta il campo magnetico e al posto del campo magnetico del dipolo, la fessura presenta il campo elettrico.
Cosa comporta questo gioco di parole?
Rispetto al dipolo il diagramma di radiazione è girato di 90 gradi, ovvero il dipolo verticale ha radiazione verticale, l'antenna a fessura, come nel disegno (fessura verticale), presenta radiazione orizzontale.
Per chi vuole approfondire l'argomento, può cercare, in internet, il principio ottico di Babinet con applicazione nei campi elettromagnetici........serve anche un buon antidolorifico per calmare il gran mal di testa..........nel leggere ed assimilare il tutto.
La fessura irradia dai due lati del pannello come il dipolo in aria libera.
Se chiudo un lato del pannello con una scatola (metallica), forzerà, la fessura, ad irradiare solo dal lato opposto come succede ad un dipolo posto davanti ad un piano metallico.......ma se chiudo su se stesso il pannello che contiene la fessura, ottengo un tubo con una fessura posta nella lunghezza, che irradia quasi circolarmente.
Il quasi circolare dipende dal diametro del tubo rispetto la lunghezza d'onda:
- Con diametro di 0.125 Landa si ottiene il quasi circolare.
- Con diametro di 0.25 Landa, la parte posteriore della fessura accusa un calo di oltre 6dB.
- Con diametro di 0.5 Landa, il diagramma è prettamente frontale alla fessura con un'apertura di oltre 150 gradi.
Un pò di storia per ricordare le persone che hanno sviluppato quest'antenna:
- Alan D. Blumiein, londinese, brevetta, lo studio dell'antenna a fessura, il sette marzo del 1938 (brevetto 515684).
- Andrew Alford sviluppa l'utilizzazione nel broadcasting VHF ed UHF negli USA.
- G3JVL M. Walters nel 1978 trasla le esperienze di Alford nel campo amatoriale microonde.
............................la nostra Alford è un tubo in ottone o alluminio in cui pratichiamo una fessura lunga un Landa collegata ad un cavo coassiale dall'interno.......................
I piani costruttivi dell'Alford sono riportati, da tantissimi anni, in qualsiasi manuale per microonde amatoriale edito in Inghilterra.
Da parte mia non faccio altro che riportare quanto pubblicato.
Le misure della tabella 14.6:
- Mezza antenna (figura 14.51 parte b), diametro tubo 32 mm, fessura larga 4 mm e lunga 254 mm.
- Antenna intera (figura 14.51 parte a), diametro tubo 32 mm, fessura larga 4 mm e lunga 509 mm.
Costruzione Balun:
- Balun, (figura 14.51 parte c), utilizzare del cavo semirigido, fare due asole opposte una all'altra nel tubo esterno del cavo, tramite una piccola fresa a disco, lunga 58 mm, collegare il filo centrale del coassiale come figura B della 14.52.
- Collegare il balun alla fessura come riportato in figura 14.52 parte a e b.
Penso di aver scritto tutto quanto necessario per la costruzione, in caso Silvano, I0WYC ne ha realizzato "qualcuna"; ha utilizzato come campione proprio una di quelle mostrate nella foto!
Buon divertimento, Pippo, IØFTG