In una verticale con Carico Lineare per la banda dei 40 metri

Una antenna verticale, se fatta bene, può dare molte soddisfazioni, specialmente su quelle bande dove, per le dimensioni spesso generose della lunghezza d'onda, si preferisce il compromesso di un dipolo, spesso disposto, per esigenze di accordo, a «V Invertita».

Ed un palo di 10 metri e mezzo è sempre una dimensione di tutto rispetto, specie se si abita in una zona particolarmente ventosa come il Salento: pertanto, una delle necessità è quella di «accorciare» il radiatore, magari ricorrendo alla solita bobina.

In effetti da tempo pensavo di riutilizzare le bobine create per la mia Home Made Butternut, passata a miglior vita a causa di una infiltrazione di acqua ed umidità nel condensatore... ma il suo radiatore era molto pesante e, con i suoi 15 metri, era praticamente impossibile da tenere in terrazzo.

Per questi ed altri problemi, mi è venuta l'idea di rimontare la vecchia Mantova Uno, acquisto da me fatto nell'aprile del 1986: rimasta per anni alle intemperie, finì malamente smontata dagli operai che imbiancarono casa, che ne spezzarono arbitrariamente due dei quattro radiali originali. Inoltre, due spezzoni dell'antenna erano saldati insieme dall'ossidazione ed ho dovuto trovare una soluzione: insomma, con aggiunte e sostituzioni di tubi ho raggiunto ben otto metri e mezzo!

Ma 850 centimetri sono poca cosa rispetto ai dieci metri e quaranta cm necessari per una verticale un quarto d'onda in banda quaranta metri!

Le chiacchierate con gli amici

Come frequentemente accade, anche una semplice chiacchierata con altri colleghi radioamatori, se non porta ad una soluzione tecnica, certamente porta qualche nuova idea... e, proprio così è stata una telefonata avuta con Christian IZ2WYA che, venendo a conoscenza della mia intenzione di costruire una verticale «caricata» per i 40 metri, mi chiese: «Ma perché non usi un carico lineare?»

Ad esser sincero, ne avevo sentito parlare spesso, ma avevo sempre sottovalutato la cosa: in pratica si tratta di sostituire al carico «induttivo» di una bobina, un carico costituito da un ulteriore percorso parallelo al radiatore principale in modo che ne sia «allungato» virtualmente. Christian mi consigliò di sentire Antonio IZ4IFR che, da anni, costruisce antenne con carico lineare ottenendo ottimi risultati, tanto da essere considerato un vero esperto del settore.

Ho sentito Antonio prima mediante chat e, successivamente, anche per telefono: pur non conoscendomi, è stato prodigo di informazioni con anche qualche dritta su come cominciare; adesso, dopo la telefonata, potevo iniziare a pensare al materiale che mi mancava per trasformare la Mantova 1, antenna per i 27 MHz, in una verticale a carico lineare per i quaranta metri

Il «mio» carico lineare

Dopo aver sistemato il radiatore in modo che superasse di poco gli 8 metri e mezzo, recuperando vari spezzoni di leggero alluminio (1 mm di spessore del tubo), ho realizzato con due pezzi da un metro di tubo di alluminio un carico che ho disposto alla base del radiatore: si tratta di due tubi da 10 mm al cui interno ho fatto scorrere una specie di «ponte» che mi permette, estraendolo, di aumentare il carico ed effettuare gli accordi senza modificare la lunghezza del radiatore.

Si tratta, dunque, di un tubo ripiegato (la piegatura è ottenuta con un metro di tondino di alluminio da 4 mm a «U»): un capo è collegato al connettore d'antenna e l'altro sul radiatore, allungandone la dimensione fisica.

Rimuovere la vecchia bobina di cortocircuito

La Mantova 1 è una antenna 5/8 d'onda per gli 11 metri ed elettricamente a massa, in modo da evitare le cariche elettrostatiche che potrebbero provocare rumore e danni nelle nostre radio. Il cortocircuito è ottenuto con una bobina di filo di rame rigido da 1 mm coperto da PVC che realizza 9 spire avvolte intorno al tubo di vetroresina che sostiene il radiatore isolandolo dal supporto. Questa bobina va bene per le bande alte (le bande degli 11 e 10 metri) ma non è adatta per i 40 metri.

È stato necessario rimuoverla e sostituirla con una bobina con un numero di spire ben maggiore: su consiglio di Saverio IK7IWF, ne ho realizzata una da circa 80 spire con filo di rame smaltato da 1 mm avvolta su una bacchetta di ferrite da 12 mm ed inserita all'interno di un tubo di PVC da cui ho tratto i contatti mediante dei lunghi bulloncini di acciaio. La bobina è stata «affogata» nel silicone ed ora cortocircuita, con un collegamento verso massa, il contatto tra connettore e carico lineare. Ora l'antenna, pur con un radiatore così lungo, non avrà problemi di cariche elettrostatiche.

Un carico «tutto da una parte»

Per esigenze costruttive, ho voluto provare a porre il carico tutto da un lato, nonostante la migliore soluzione, secondo quanto raccontatomi da Antonio IZ4IFR, sia disporre il radiatore al centro ed il carico ai due lati: questo assicura la maggior banda passante ma soprattutto evita un fastidioso effetto secondario.

Disponendo il carico da un lato, l'antenna parrebbe avere due fette di frequenza su cui risuona con un rapporto di onde stazionarie accettabile: nel mio caso circa 200 Khz in banda 40 metri e un po di più circa 400 Khz sopra: vista questa situazione, il prossimo esperimento sarà testare il carico sui due lati del radiatore.

Per fissare il carico ho usato del tubo di PVC da 20 mm che ho deformato con una pistola ad aria calda per adattarlo al tubo iniziale del radiatore; ho inciso due fessure per ciascuno dei due tubi sagomati (da una parte e dall'altra) ed le ho usate per fissare il PVC ortogonalmente al radiatore grazie ad una «cravatta» di acciaio inox; in due coppie di buchi passanti ho ospitato i tubi di alluminio del carico lineare.

Con questo solido sistema di aggancio, il carico è perfettamente parallelo al radiatore ed abbastanza distanziato: la distanza influisce positivamente sulla larghezza di banda come anche l'uso di tubo, seppur di piccolo diametro, e non del semplice filo elettrico.

Se si dovesse optare per la soluzione con il radiatore al centro, accertarsi che ci siano almeno una decina di cm di distanza tra il radiatore centrale ed i due tubi della struttura del carico lineare ed altrettanti al «ponte» che «scavalca» il radiatore: distanze minori favorirebbero la creazione di un arco voltaico, limitando la potenza utilizzabile... Situazione assolutamente da evitare.

I radiali ed il piano di massa

Dovendo montare l'antenna sul tetto, è bene predisporre un adeguato piano di massa montando alcuni radiali filari, ricordando che, comunque, l'antenna tenderà ad «accoppiarsi» con la struttura metallica del cemento armato di cui è fatto il tetto...

Ho sfruttato gli agganci originali della Mantova 1, realizzando dei morsetti in modo da serrare dei fili trecciola per impianto elettrico, rivestiti di PVC, ed ho fatto due serie di test, disponendo i radiali filari secondo lo spazio a disposizione.

Primo test: 2 radiali accordati e due random

Per il primo test, ho disposto due radiali da 10 metri e mezzo circa a 90 gradi legandoli a dei sostegni in giardino e due non accordati (lunghezza qualsiasi) legati a sostegni sul terrazzo.

Con questa disposizione ho ottenuto un ROS minimo di 1:5 in centro banda 7.100 e circa 1:8 agli estremi: una situazione accettabile con cui ho fatto diversi QSO; contestualmente, ho notato rumore, durante la trasmissione, negli altoparlanti amplificati del PC di stazione, segno evidente di un ritorno di radio frequenza.

Secondo test: solo due radiali accordati

Per la seconda fase di test ho voluto rimuovere i due radiali di lunghezza qualsiasi tenendo ferme le lunghezze dei due radiali già disposti in giardino: ho tarato solo il carico, allungandolo, portandolo alla lunghezza giusta per ottenere il minimo ROS.

In questo modo ho ottenuto un accordo praticamente perfetto, minore di 1:2 intorno a 7.050 Mhz e con un massimo di 1:45 a 7,200: questo nuovo accordo mi permette di usare senza problemi l'intera banda dei 40 metri.

Situazioni strane, anzi stranissime

Durante le prove, mi accorgo che la radio segnalava un aumento del ROS. Non avendo toccato nulla sull'antenna, ho pensato ad un radiale che si fosse staccato ma, in realtà, ogni cosa era al suo posto.

Lasciando il dipolo collegato alla radio, verifico con l'analizzatore d'antenna il ROS sulla verticale: l'antenna ha quasi 2 di ROS esattamente dove prima andava benissimo... Ho cominciato a chiedermi cosa potesse essere successo.

Ho anche cambiato il cavo: i 20 metri di RG8 sono stati sostituiti da 11,5 metri di comune RG-58: la situazione è leggermente migliorata ma niente di eccezionale... Ho comunque scongiurato il dubbio di avere una risonanza nel cavo.

Proseguo disperato le prove... Alla fine, in preda alla totale disperazione, stacco il dipolo dalla radio dove era rimasto collegato: beh, è bastata questa semplice operazione per risolvere il problema!

In pratica, collegando la verticale (o il dipolo) e misurando il ROS con l'analizzatore sull'altra antenna, il suo valore cambia: a questo punto, dovrò ricordarmi di questa particolare combinazione ed evitarla quando userò la verticale con una delle radio in stazione. Magari, un giorno, scoprirò con precisione il motivo di questo strano comportamento.

In conclusione

Non ho pubblicato le misure dettagliate in quanto non sono assolutamente critiche. Ho realizzato l'antenna in base alle informazioni che ricordavo dalla chiacchierata avuta con Antonio IZ4IFR e mi sono adattato in base al materiale che ho reperito nei magazzini della zona, qualcosa acquistato in internet ed un po` di inventiva.

La fatica più importante è stato tirarla su da solo sul terrazzo: per fortuna, avevo optato per renderla il più leggera possibile.

Inoltre, il carico alla base permette, con i morsetti che ho realizzato, un rapido accordo senza variare la lunghezza del radiatore... Cosa, questa, assolutamente non da poco.

Inoltre, è importante ricordare che l'antenna Mantova 1 nasce come 5/8 d'onda per gli 11 metri e che, originariamente, è lunga (o alta...) meno di 7 metri: un metro e mezzo in più potrebbe renderla più debole e portarla a rompersi... per questo motivo, ho deciso di usare dei controventi in filo di nylon da 4 mm (lo stesso che si usa per stendere i panni, per intenderci...). In questo modo sono al sicuro dai venti più impetuosi (ed impietosi) della mia Terra

Prove e verifiche

Nei primi giorni dopo il montaggio ho fatto alcuni test: l'antenna si comporta molto bene nei segnali DX ed anche nei QSO locali.

Recentemente, abbiamo fatto QSO in 40 metri e, insieme a Saverio IK7IWF, abbiamo approfittato dell'occasione per registrare due video, che ho rimontato insieme.

Si tratta di un QSO «locale» visto che siamo ad una ventina di Km di distanza, separati da una serie di colline... ma proprio il carattere di «QSO Locale» ci ha permesso di provare le nostre rispettive verticali.

Saverio non ne era a conoscenza e, ad un certo punto, si stupisce del mio segnale che aumenta di molto quando passa da dipolo a verticale...

Le radio usate sono due Icom: un IC-706MKIIG da parte di Saverio ed un IC-751A da parte mia, collegato ad un filtro audio Timewave DSP-9+ per migliorare il segnale ricevuto: