Filtri passa-banda in cavo coassiale

Achille De Santis IW0BWZ

Questo dispositivo è utile nelle operazioni radio Multibanda/multioperatore. Di facile realizzazione, può essere inserito agevolmente nella linea di antenna, migliorando le caratteristiche di ricezione ed attenuando di 25-30 dB i segnali fuori banda.

Principio

foto 1: Vista d'insieme dei componenti necessari;

Un ricevitore a banda larga o addirittura uno scanner a copertura generale non ha la selettività necessaria per l'uso in trasmissioni e ricezioni multiple simultanee, dove i segnali tendono ad interferirsi, mettendo a dura prova lo stadio di ingresso del RX. Ecco che può essere utile un semplice filtro passa-banda a "stub" realizzato in cavo coassiale.

La realizzazione è facile e poco costosa. Inoltre, attraverso un giunto a "T" è possibile inserire o disinserire il filtro facilmente, anche nelle “spedizioni”, quando le condizioni di segnale dovessero richiederlo.

I vantaggi sono noti, soprattutto come attenuazione sulla frequenza immagine, sui segnali delle emittenti commerciali e sui forti segnali locali in generale, con effetti benefici sui segnali desiderati che passeranno inalterati, data la mancanza di desensibilizzazione del ricevitore.

foto 2: Costruzione dei due filtri;

Dimensionamento

E' noto che, alla frequenza di lavoro, uno "stub" in quarto d'onda, chiuso in cortocircuito ad una estremità, presenta all'estremità opposta un'alta impedenza.

Proviamo allora a dimensionare un filtro passa-banda per le HF dei 7,100 MHz.

A questa frequenza la lunghezza d'onda è λ=C/f=300/7,100 = 42,25m e, tenendo conto di un fattore di velocità di 0.66, tipico dei cavi con dielettrico in PVC o teflon, λc= 27,88 metri, da cui λc/4= 6,97 metri. Questa deve essere la lunghezza totale dello stub fino al centro del connettore T, compreso l'eventuale connettore BNC maschio. L'estremità va cortocircuitata; a questo scopo, è comoda una piccola rondella di rame o di ottone, dove andranno saldati insieme l'anima e la calza, per conferire una maggiore robustezza meccanica. Per migliorare il contatto e l'estetica si può usare anche un cilindretto per crimpatura di connettori coassiali. Le frequenze attenuate sono le armoniche pari tra le quali la seconda a 14,2 MHz e la quarta a 28,4 MHz.

foto 3: Filtro passa-banda 403 MHz intestato con BNC

Possiamo anche costruire un filtro arresta-banda per la gamma delle VHF commerciali, centrato a 100 MHZ. In questo caso si ottiene un filtro che attenua anche la 3°, 5° e 7° armonica dei 300, 500 e 700 MHz ma non le pari. A quella frequenza la lunghezza d'onda è λ= 3m  e, tenendo conto del fattore di velocità di 0.66, dello stesso tipo di cavo, risulta λc= 1,98 metri, da cui λc/2= 0,99 metri. Questa deve essere la lunghezza totale dello stub fino al centro del connettore T, compreso l'eventuale connettore BNC maschio. L'estremità, in questo caso, va lasciata aperta, ripiegando leggermente la calza all'indietro, per evitare cortocircuiti, e proteggendo con del nastro isolante o con tubetto termo-restringibile. Data la lunghezza, il cavo può essere anche avvolto in un paio di spire e fissato con due fascette serra-cavo in plastica.

foto 4: risposta in frequenza centrata su 100 MHz

La risposta in frequenza, ricavata all’analizzatore di spettro, è visibile nelle figure 4 e 5, dove si evidenzia il duplice effetto passa-banda per un filtro sui 403 MHz e arresta-banda sui 100 MHz delle emittenti in VHF commerciale.

foto 5: risposta in frequenza centrata sulla
gamma radiosonde di  403 MHz

Collaudo

Può essere eseguito con un analizzatore di spettro, con un generatore di segnali o anche con lo stesso TRX. Se i parametri sono noti ed i calcoli esatti non serve alcuna taratura.
Nel caso, si può intervenire variando leggermente la lunghezza dello "stub" agendo all'estremo libero, come già detto.
Dalle misure all'analizzatore di spettro risulta un'attenuazione di circa 30 dB a 100 MHz. Considerata la bontà del cavo e la sua lunghezza, la perdita di inserzione a 403 MHz è trascurabile.
Se disponete di un ROSmetro/Wattmetro il collaudo per il filtro in 40 metri potreste farlo come segue.

Su carico fittizio, a bassa potenza ed a centro banda, controllare la potenza ed il ROS, che devono essere ottimali. Controllate, poi, agli estremi della gamma interessata. Passate in ricezione con antenna e poi in trasmissione. Fatto!