Antenna Alford - Ari Foligno

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Progetti
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












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