ANTENNA ODIBILOOP per SWL/BCL (3°) di Florenzio Zannoni I0ZAN

Terza e ultima PARTE- Antenna a loop magnetico per la sola ricezione da circa 1,8 a 30 MHz

Articolo di Florenzio I0ZAN del Boatanchors Net e-mail : izerozan@libero.it

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Preamplificatore e filtro passa basso

Normalmente quando si parla di preamplificatori, si parla di oggetti realizzati per l’impiego su alte frequenze, quando si scende nelle bande HF si devono fare i conti con problemi molto diversi, e che purtroppo non sono comuni a tutti i radioamatori, il fortunato radioamatore che risiede in campagna, lontano dai centri abitati o magari su di un cucuzzolo, non ha gli stessi inconvenienti del collega cittadino che dopo ogni genere di inquinamento, poiché radioamatore, deve subire pesantemente i danni provocati dall’inquinamento elettromagnetico, quando il radioamatore campagnolo accende il ricevitore sintonizzato su di una frequenza libera può anche pensare che il suo ricevitore non funzioni, quello che ascolta è un leggero rumore, lo strumento indicatore dell’intensità del segnale sta inchiodato sullo zero, mentre il suo collega cittadino pensa ugualmente che il ricevitore non funziona ma perché riceve solo rumori, se gli va bene su di una frequenza libera lo strumento gli segna 2-3, questo significa che mentre il fortunato può ascoltare dei segnali che arrivano forza 1-2 trasmessi in QRP il cittadino può ascoltare solo quelle emittenti che superano la soglia del rumore urbano, che certamente non trasmettono con piccole potenze; quando un segnale ci arriva debole, in caso di assenza di rumore si può cercare entro certi limiti di amplificarlo, ma se oltre il segnale debole si devono fare i conti con il rumore urbano certamente c’è poco da fare, chi prevale nell’amplificazione è il rumore e questo contribuisce a deteriorare ulteriormente la qualità del segnale che vogliamo ricevere, non c’è preamplificatore che ci salva.

Direi che, abitare in zona urbana, con i trasmettitori della Radio Vaticana a pochi chilometri di distanza, in un certo modo è stato positivo, perché non ho impiegato il primo preamplificatore realizzato, che sul tavolo andava bene ma poi sul tetto diventava un moltiplicatore di segnali, ho dovuto costruire diversi circuiti prima di arrivare a dei risultati più che buoni, preciso che impiegando alcuni preamplificatore professionali come riferimento, ho cercato praticamente il fattore di amplificazione che dovevo ottenere per un buon incremento del segnale ricevuto senza compromettere l’intelligibilità del segnale.

Lo schema del preamplificatore impiegato è quello di fig. 12 fa parte del circuito un filtro passa basso a 7 poli e due relè necessari alla commutazione, è da notare la semplicità del circuito, con il solo impiego di un transistor tipo 2N3866 nato per lavorare con segnali di un certo livello, mi è stato possibile eliminare i prodotti della intermodulazione pur mantenendo un considerevole fattore di amplificazione, il transistor lavora polarizzato in classe A con una tensione di alimentazione di 12-14 Vcc. ed un assorbimento di circa 22 mA, il circuito è controreazionato dalla resistenza R2 e dal condensatore C7, con il valore di C7 di 1000 pF, il fattore di amplificazione del circuito è di 12 db lineare su tutta la banda delle HF, mentre se portiamo la capacità ad un valore di 3300 pF l’amplificazione passa a circa 18 db, per il trasformatore T1 ho utilizzato un nucleo in ferrite binoculare del tipo impiegato nei balun, l’avvolgimento è realizzato impiegando due spezzoni di filo smaltato con un diametro di 0,3 mm e lunghi circa cm 45 i fili sono attorcigliati ed inseriti nel nucleo per 10 spire, il collegamento in serie (punto B-C) è ottenuto collegando la fine di un avvolgimento con il principio dell’altro, il filtro passa basso realizzato con dei componenti SMD è montato su di una piccola basetta sistemata nello stesso contenitore del preamplificatore, è collegato all’uscita del link ed è sempre inserito, (fig. 13) il relè K4 è un deviatore a due sezioni, una sezione commuta il segnale radio mentre l’altra porta l’alimentazione al circuito, K3 ha una sola sezione ed è impiegata per la commutazione del segnale, il tutto è sistemato all’interno di un piccolo contenitore, al transistor ho applicato un dissipatore.

Non speravo che un circuito così semplice riuscisse a dare dei risultati positivi, ma confermo che ha superato degnamente il confronto con dei costosi preamplificatore blasonati.

Foto 12

Foto 13

Assemblaggio e qualche prova

Provata la funzionalità dei singoli circuiti si può passare all’assemblaggio, lo schema da realizzare è quello di fig. 14, mentre la disposizione dei componenti usati è visibile in fig. 15 , i relè K1-K2 devono essere di buona qualità e sono fissati sulla piastra di alluminio che svolge anche la funzione di massa comune, per i collegamenti con gli elementi ho impiegato il conduttore centrale recuperato da uno spezzone di cavo coassiale, sulla scatola in plastica è montato un connettore coassiale per il segnale radio ed un connettore a 10 poli per il cavo dei servizi.

Per assemblare la scatola di controllo non ci sono accorgimenti particolari, lo strumento usato per il riferimento è un miliamperometro con la portata di 1 mA fondo scala, il trimmer R16 ha un valore di 25 k ed è montato direttamente sul retro dello strumento, viene regolato per la massima indicazione quando il condensatore sul gruppo di sintonia è tutto aperto.

La tensione di alimentazione può variare dai 12 ai 14 Vcc, l’assorbimento totale passa da 60 mA a circa 300 mA quando il motorino è in movimento.

I commutatori S1 ed S2 attivano i rispettivi relè sul gruppo di sintonia, servono per predisporre il segmento di frequenza su cui risuona l’antenna, quando sono tutti e due aperti è selezionato l’elemento piccolo con il punto B collegato a C1, la gamma coperta va da circa 28 MHz ad 8, chiudendo S1, tramite il rispettivo relè K1 si collegano in serie i due elementi e sul punto D le capacità C2 e C3, modificando il segmento ricevibile da circa 8 MHz a circa 3, per scendere ulteriormente di frequenza si deve chiudere anche S2, che eccitando il relè K2 collega al punto D una capacità da 560 pF e la sezione C1 del variabile.

Foto 14

Foto 15

Descrivo ora il metodo da me impiegato per verificare in modo molto empirico i parametri principali dell’antenna; lo strumento necessario è un generatore di segnali e se disponiamo di un analizzatore di spettro siamo a cavallo, in caso contrario non disperiamoci si può impiegare il ricevitore, bisogna collegare una piccola antenna al generatore di segnali, io impiego una bobina realizzata con circa 20 spire di filo smaltato da 0,3 mm avvolta con le spire sovrapposte su di un supporto di plastica di forma circolare con un diametro di circa 15 cm, i capi dell’avvolgimento sono collegati direttamente al generatore (non mi sono complicato la vita con adattamenti di impedenza), in questo modo il segnale generato viene trasmesso e ricevuto tramite l’antenna in prova senza disturbi od evanescenze consentendoci di fare dei controlli più accurati, disponendo le due antenne ad una distanza di almeno tre metri sintonizzare il ricevitore sulla frequenza del segnale trasmesso e regolare l’uscita del generatore per una minima intensità di segnale ricevuto, a questo punto ci si renderà conto di come funziona la sintonia, della banda passante e di come cambia il rendimento con il variare della frequenza usata, tenendo presente che l’antenna impiegata sul generatore non è un dispositivo lineare, non consentendoci di sapere l’effettivo valore del segnale trasmesso con il cambiare della frequenza potremmo solo fare dei controllo approssimativi.

Nota 1: se esaminiamo i programmi di calcolo per le antenne loop notiamo che gli elementi realizzati in rame hanno un fattore di efficienza superiore all’alluminio, io per motivi di peso e di struttura ho preferito realizzarli in alluminio.

Nota 2: ho provato ad impiegare un contenitore metallico ma con esito negativo, le capacità parassite introdotte mi tagliavano notevolmente la frequenza massima sintonizzabile.

Nota 3: la ditta R.F. mi ha confermato ancora una discreta disponibilità di condensatori.

NB  Condensatore variabile dell’antenna Odibiloop : purtroppo le ditta RF ha ultimato le scorte, chi intende realizzare l'antenna può cercare un condensatore con simili caratteristiche, si possono usare componenti anche con valori approssimativi.

Nota 4 : in una realizzazione ho sostituito il condensatore variabile meccanico con un condensatore variabile statico e nella scatola di controllo al posto dell’encoder ho impiegato due pulsanti con circuito dedicato, quanto prima pubblicherò questa opzione sulla rivista.

Nota supplementare: con una formazione radioamatoriale dalle origini contadine come quelle del sottoscritto, le difficoltà maggiori non si incontrano nel realizzare ma il più delle volte nel descrivere, in ogni caso sono a disposizione di tutti gli amici per eventuali chiarimenti.

Elenco dei componenti

Circuito decoder fig. 8

R 1-4 3,3 k

R 2-5-7-9-10-20 22 k

R 3-6 1 k

R 8 68 k

R 11.13-15-17-22 4,7 k

R 12-14-16-18 47 k

R 19 100 k

R 21 470 ohm

R 23 20 k potenz. su cond.

C 1-3-4-7-9-12 3,3 kpF

C 2-5-6-8-10 elettr. 47 mF 25 Vcc

C 11 elettr. 10 mF 25 Vcc

Q 1-2-3-4-5-6-7 trans. tipo 2N2222

Q 8 trans. tipo TIP 41

D 1-2-3-4-9 diodo tipo 1N4148

D 5-6-7-8 diodo tipo 1N4007

D 10 diodo zener 10 V.

IC 1 CD40193

IC 2 CD4081

IC3 CD4069

Circuito encoder fig. 11

R 1-2-12-13 4,7 k

R 3-4-14-15 22 k

R 6-7-8-9 1 k

R 5-10-11 470 ohm

R 16 trimmer 25 k

C 1-3 elettr. 47 mF 25 Vcc

C 2-4 10 k

D 1 diodo zener 5 V.

Q 1-2-3-4 trans. tipo 2N2222

IC1 CD4081

IC2 CD4011

Circuito preamplificatore fig. 12

R 1 100 ohm

R 2 1 k

R 3 56 ohm

R 4 5,6 ohm

R 5 10 ohm

C 4-8 220 kpF

C 5 elettr. 10 mF 25 Vcc

C 6-10 10 k

C 9-11 elettr. 47 mF 25 Vcc

C 7 1kpF-3,3kpF vedi articolo

J 1 impedenza 10 uH

Q 1 trans. tipo 2N3866

K 3 relè deviatore una via 12 Vcc

K 4 relè deviatore due vie 12 Vcc

T 1 vedi testo

Filtro passa basso

L 1-4 bobina 120 nH

L 2-3 bobina 470 nH

C 1-3 130 pF

C 2 210 pF

Didascalie alle figure

Fig. 1 Antenna

A elemento da m 2, B elemento da m 3, C rinforzo, D link

Fig. 2 Scatola in plastica di supporto

A-B-C-D terminali degli elementi

Fig. 3 Particolare fascetta per link

Fig. 4 Particolare del rinforzo

Fig. 5 Schema di principio

Fig. 6 Gruppo di sintonia

A ingranaggi aggiunti, B microswitch, C potenziometro

Fig. 7 Interruttori microswitch

Fig. 8 Schema decoder

Fig. 9 Scatola controllo

Fig. 10 Encoder

A encoder commerciale, B encoder recuperato

Fig. 11 Schema encoder

Fig. 12 Schema preamplificatore

Fig. 13 Preamplificatore

A cavetto di ingresso B filtro passa basso C uscita segnale

D relè K 4 E relè K 3

Fig. 14 Schema assemblaggio

Fig. 15 Gruppo di sintonia montato A scheda decoder, B preamplificatore

Prima e seconda parte :http://air-radiorama.blogspot.it/2012/08/antenna-odibiloop-di-i0zan-per-swlbcl-1.html

http://air-radiorama.blogspot.it/2012/08/antenna-odibiloop-di-i0zan-per-swlbcl-2.html

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