MOXON, una “grande” antenna!

Nell'immagine soprastante vediamo la struttura della MOXON, con il piccolo rotore d'antenna ad uso TV, questo è stato convenientemente rinforzato con due cuscinetti a doppia corona per supplire ai momenti tangenziali e verticali.

Questa splendida antenna è stata costruita dal nostro socio AIR Alessandro Signorini,  I0015PR – IZ4VQS , l'articolo è già stato pubblicato su Radiorama n° 20.

            Sia nel radioascolto, che nell'attività radioamatoriale, dovremmo sempre attivarci nella sperimentazione, e in queste attività i migliori riscontri li otteniamo sicuramente nella realizzazione e prova di nuovi sistemi di antenna.

            Consultando vari siti web di colleghi OM od SWL è capitato spesso di leggere a riguardo di un sistema di antenna denominato MOXON, un'antenna, caratterizzata da una buona direttività, un ottimo rapporto fronte retro, e una evidente semplicità di realizzazione.

Esistono vari progetti ed esempi in aiuto allo sperimentatore facilmente consultabili al sito: http://www.moxonantennaproject.com/

            Schematicamente possiamo definire la MOXON come una antenna Yagi a due elementi,  rispetto a una yagi 2 elementi classica, la moxon ha un raggio di rotazione minore per via degli elementi ripiegati e non necessita di adattatori di impedenza poiché nel punto di alimentazione presenta 50 ohm. Possiamo realizzare la MOXON per qualsiasi frequenza, unico limite sono le dimensioni...

            Nel mio progetto, avendo preferenza per le bande HF, ed in particolare i 40 m, ho rivolto a tale banda la mia sperimentazione. Ritengo che questo sia il limite superiore per affrontare un simile progetto, oltre, ovvero scendendo di frequenza andremmo ad affrontare la costruzione di un impianto con dimensioni tali che necessiterebbero di attrezzature e materiali ben oltre le capacità del hobbista medio.

Sempre dal sito in precedenza citato, moxon project, possiamo scaricare un utile software “moxon rectangle generator” che è un programma per calcolare i parametri dimensionali dell’antenna, con una rappresentazione grafica del risultato.

Schermata generale del software MOXON generator

L'uso del programma è molto intuitivo, è necessario selezionare il sistema di misura metrico, indicando la frequenza di progetto ed il diametro del filo impiegato per la realizzazione del sistema d'aereo. Otterremo quindi una tabella riassuntiva con rappresentazione grafica delle misure.

            Pertanto sulla banda dei 40 m dobbiamo considerare l'ingombro di un rettangolo di metri 15,4 x 5,5, tale perimetro corrisponde al elemento principale dell'antenna, ovvero il cavo conduttore atto alla ricezione o trasmissione del segnale, nel mio caso ho impiegato un filo in lega di alluminio di spessore 0,75 mm con una copertura in PVC che consente una notevole robustezza meccanica (originariamente tale cavo veniva impiegato nella trasmissione segnali digitali)

Risolto il dimensionamento, resta la realizzazione, ovvero come mantenere “in aria” una simile struttura.

Volendo realizzare qualcosa di leggero forzatamente mi sono rivolto alle canne da pesca in vetroresina, di cui 4 di lunghezza pari a 9 m una di circa 6 m, il costo è modesto e facilmente si trovano a meno di 18 euro cadauna.

                                                   

La struttura principale, ovvero l'elemento  centrale, che funge sia da supporto per le 4 canne che punto di fissaggio al rotore, è stato realizzato in tubolari in alluminio, con una struttura ad X, ovviamente è necessario calcolarne l'angolo in funzione della dimensione del “rettangolo” d'antenna.

Sono semplici calcoli di geometria elementare,  per chi ha difficoltà può utilizzare questo calcolatore on line:

http://www.analyzemath.com/Geometry_calculators/solve_triangle_vertices.html

Sull'elemento ad X, vengono fissati perpendicolarmente al proprio piano due tubolari, di cui il superiore fungerà da supporto ai tiranti e di aiuto nella fase di installazione, l'inferiore verrà impiegato come ancoraggio al sistema di rotazione dell'antenna (non dimentichiamo che è una antenna direttiva)

La struttura metallica influisce minimamente sulla resa finale, sia perché si trova su un piano differente rispetto alla vera e propria antenna, sia per le modeste dimensioni.

Le canne in VTR, vengono fissate con fascette, tali elementi riportano una resistenza allo strappo pari a 75 Kg, ben superiore alle forze agenti sugli elementi strutturali, ne vengono applicate non meno di 5 per braccio, protette dalla azione UV con nastro plastico nero.

Il punto di lavoro delle fascette viene migliorato con nastro auto agglomerante, questo per meglio distribuire gli sforzi sul tubo in VTR.

Il cavo conduttore, ovvero l'elemento radiante dell'antenna, è realizzato in precedenza nelle sue dimensioni progettuali ed è fissato a elementi in policarbonato, che andranno a collegarsi ai tubi in VTR anche in questo caso con fascette in plastica.

L'estremità dei tubi in VTR, ovvero le canne da pesca mantenute arcuate verso l'alto, viene ulteriormente consolidata con la tesa di un filo in nylon resistente ai raggi UV, con capacità di carico superiore a 70 Kg, è opportuno specificare che la forma arcuata delle canne è mantenuta più dal sistema d'antenna, ovvero il filo conduttore, questo spiega perché l'uso di un materiale con tali caratteristiche di robustezza.

                                                                                         

Il punto di alimentazione è ricavato da una base in policarbonato su cui è fissato un PL femmina da pannello, è possibile anche collegare direttamente il coassiale.

Nella foto si nota la realizzazione di un Choke, nel mio caso per ridurre gli ingombri, ho ottenuto questo impiegando cavo del tipo RG213 che con 8 spire su un diametro di 12 cm permette la realizzazione di un sistema piccolo e leggero, forzatamente questo poi è collegato ad un classico RG58 per la discesa, l'utilizzo del Choke non è indispensabile, sicuramente se questa è utilizzata solo nel radioascolto.

 

Il punto di alimentazione è mantenuto in sede da altra canna da pesca (ecco spiegata la presenza della 5° canna) che funge da ulteriore elemento di rinforzo strutturale.

Complessivamente il peso della struttura è prossimo ai 23.5 Kg, con caratteri di elasticità tali che garantiscono una buona resistenza all'azione del vento.

I costi di realizzazione, sono prossimi circa 200 euro, la voce che incide maggiormente è la struttura metallica centrale in alluminio.

            L'antenna è stata posizionata, provvisoriamente essendo in attesa di un traliccio telescopico, su un supporto a circa 6 m da terra, ovviamente a questa quota le caratteristiche di direttività e rapporto F/R sono svalutate, ma alcune prove hanno avuto confortante risultato.

            Non è tema di questa rivista esaminare gli aspetti in fase di trasmissione, propagazione permettendo, ho fatto alcuni QSO con il centro America e Sud America con rapporti 59 reali e soli 100 W di potenza. Più interessante la ricezione, e con mia grande sorpresa la ricezione su bande per cui non è stata destinata.

Considerando che l'altezza di posa dell'antenna è esigua, e quindi influiscono anche le strutture metalliche alla base, grondaie e recinzioni, resta evidente una marcata variazione di segnale nel F/R, si passa da un segnale 6 ad un 9 +10 nella banda dei 40 m, minore ma sempre evidente una variazione nella ricezione anche al di fuori delle frequenze di lavoro progettuale, interessante l'esperienza condotta sull'emissione della RAE a 15345 KHz: http://youtu.be/1UC-D1Bqckk

Evidente l'intensità di segnale in relazione alla direzione di puntamento, e l'efficienza rispetto ad un classico sistema d'antenna long wire.

Vi auguro buona costruzione,73 DX

                           Alessandro Signorini,  I0015PR – IZ4VQS