Una antenna Yagi a 18 Elementi per la Banda II

ANTENNE: una Yagi 18 elementi per Banda II (88-108 MHz)

Di Alessandro Capra

1) Prefazione

                                  

Grazie all’amico Fabrizio Carnevalini, appassionato e noto FM Dxer, ho avuto modo di provare (ed installare) un’antenna per la banda FM (87.5-108 MHz) dalle elevate prestazioni e di sicuro  interesse  per gli appassionati dell’ Fm Dx.

Fabrizio, nella sua pluriennale esperienza, ha testato numerose antenne, dalla famosa 5 elementi Fracarro, alla “vintage” Stolle 14 elementi  (che verso la fine degli anni 70 era il sogno di ogni appassionato di FM), per finire alle più recenti 10 elementi logaritmiche della RKB ed alle 17 e 19 elementi progettate dallo svedese Peter Korner.

L’antenna attualmente in uso era la 19 elementi progettata da P. Korner. Con i suoi 5 metri di boom ed il famoso riflettore a 5 elementi l’antenna si pone al top della gamma per chi cerca il “segnalino Dx”. Progettata per un ottimo rapporto F/B (front back, ossia fronte retro) l’antenna svetta sul tetto di Fabrizio alimentata con cavo RG11.

Foto 1: immagini della 19 elementi di P. Korner istallata sul tetto di casa      

            



L’antenna, da poco installata, ha sostituito la precedente versione a 17 elementi (sempre su progetto di P. Korner) che tuttavia si è dimostrata, nella “location” di Fabrizio, più performante della 19.

La cosa può apparire, a prima vista, sorprendente ma in realtà è cio’ che e’ successo.

Trovare la causa del perche’ richiederebbe mezzi di cui non disponiamo .

Siamo degli sperimentatori e ci divertiamo a comparare antenne poste nelle medesime condizioni con i mezzi a nostra disposizione .

Curiosando su Internet ho trovato una antenna dalle caratteristiche convincenti e non ho faticato a convincere Fabrizio a provarla .Si tratta di un’ antenne della InnovAntennas e che presenta soluzioni costruttive differenti.

2. La nuova soluzione: la 18 elementi Yagi InnovAntennas

Dopo pochi giorni dall’ordine l’antenna è arrivata ben confezionata in un grosso tubolare di robusto cartone dalle dimensioni di oltre due metri. Dall’arrivo alla prova a casa dei miei genitori il passo è stato breve.

Vediamo per prima cosa le caratteristiche dell’antenna dichiarate dal costruttore:

18 element 88-108MHz OP-DES Yagi Specifications

Gain @ 98MHz: 13.14dBi

Typical F/B: 29dB

Peak Gain: 13.57dBi

Peak F/B: 44.70dB

SWR Bandwidth: 2:1 from 88.0 – 108MHz

Physical Boom Length: 7.335m

Feed Impedance: 75 Ohms

Si tratta di valori interessanti; notate come il guadagno è indicato a centro banda ed anche il rapporto fronte retro viene indicato mediamente sui 29 dB ossia ben lontano dal picco massimo di 44,7 dB (a mio avviso un po’ irrealistico e probabilmente limitato a una ristrettissima porzione di frequenze o piu’ facilmente ad una misura in un luogo con percorsi multipli ).

Anche il ROS è onesto e dichiarato entro 2:1 sulla banda, valore più che accettabile. E’ previsto anche un sistema di taratura fine del dipolo con la possibilità quindi di regolarlo su una certa porzione di banda ritenuta più interessante (ad esempio la parte bassa più soggetta ad aperture via  E-sporadico accettando un ROS maggiore sulla parte più alta della banda).

Il costruttore dichiara di aver privilegiato, in sede di progettazione, la soppressione dei lobi laterali; le prove effettuate hanno in effetti dimostrato una forte direttività discriminando segnali con spostamenti dell’antenna di 10 – 20° e con “null” marcati a 90°). Il boom di 7,3 mt è a sezione quadra da 38 mm, ottime le viterie con viti autobloccanti, innovativo il dipolo aperto dalla configurazione particolare con possibilità di regolazione “fine”. L’antenna deve essere installata da chi ha un minimo di esperienza, il dipolo richiede la costruzione di un “choke balun” ad aria di 3 o 4 spire con attacco al dipolo tramite capicorda saldati. Un’ottima resina a protezione dei contatti è in fornita in dotazione. Come vedete l’antenna è di concezione “amatoriale”, non è previsto il classico contenitore plastico che protegge l’attacco del coassiale con il classico connettore F, molto scarne, ahimè le istruzioni di montaggio.

Non è prevista una doppia culla a rinforzo del boom. Onde evitare che fletta eccessivamente è fornito, in dotazione, un tirante in nylon con i relativi attacchi, il filo fornito è però un po’ sottile. Si è ritenuto di sostituirlo con fune in nylon di sezione più grande (8 mm).

Foto 2: alcuni dettagli costruttivi, il dipolo a configurazione aperta 

Foto 3: il particolare di “sintonia fine” del dipolo.

  Foto 4: un’immagine complessiva dell’antenna posizionata in giardino. Si noti la lunghezza del boom. Per le prove abbiamo usato comune cavo TV, l’installazione definitiva prevederà l’uso di cavo coassiale RG11.

Lo scopo di queste poche righe non è certo quello di approfondire il funzionamento della Yagi né tantomeno fornire formule di calcolo. Chi vuole approfondire l’argomento troverà in internet numerose fonti sia per quanto riguarda la parte teorica sia per quanto riguarda programmi di progettazione. Il mio intento è quello di rendere partecipe i lettori dell’evoluzione del sistema di antenne installate dall’amico Fabrizio guidati dall’obiettivo di conseguire, nel tempo, un piccolo miglioramento rispetto ai risultati faticosamente raggiunti in precedenza. Miglioramento che però non può limitarsi alla teoria, il miglioramento è necessariamente sperimentazione.

Credo però sia importante provare e sperimentare; l’unico modo per affinarsi e mettere sempre in discussione le nostre certezze. Quello che scrivo nasce da prove su antenne installate, i software oggi ci consentono progetti meravigliosi ma i risultati vanno sempre testati sul campo.

3. L’installazione

Di buon mattino ha inizio il lavoro. Prima operazione: togliere la 19 elementi. Si da poi il via alla fase d’installazione vera e propria della nuova antenna. Come sempre s’inizia dal boom che va assemblato e viene fornito in tre pezzi. Di ottima qualità, presenta, come abbiamo detto, una sezione quadra da 38 mm. Viterie in acciaio inox completano il tutto. In precedenza avevamo già pre-montato sul boom i 17 isolatori per gli elementi (1 per il riflettore e 16 per i direttori) e i tubolari interni che uniscono le tre sezioni mentre il dipolo è installato su una piccola piastra in alluminio che verrà successivamente fissata al boom. Qualche immagine, a supporto, rende l’idea delle dimensioni del boom e della cura di particolari costruttivi. Una volta installati gli elementi, una spruzzata di silicone spray sugli isolatori completa l’assemblaggio.

Foto 5 e 6

4. Le misure.

Issata l’antenna in posizione definitiva abbiamo verificato il corretto funzionamento con il mio MFJ 259.

Premetto che forse si poteva procedere ad una taratura ancora più fine ma i risultati ottenuti sono già ottimi per cui abbiamo deciso di non strafare. Piccoli aggiustamenti non avrebbero modificato l’ottimo funzionamento dell’antenna. Per scelta condivisa con Fabrizio ho preferito “abbassare” un poco il centro banda (da 98 MHz a 95 MHz) privilegiando misure migliori sulla parte più bassa della banda più soggetta ad aperture via e-sporadico accettando valori meno lusinghieri sulla parte alta peraltro caratterizzata da una presenza inferiore di stazioni (in realtà siamo ancora a livello di differenze rilevabili solo a livello di strumentazione).

Ecco la tabella riepilogativa delle misure di impedenza, reattanza e ros su tutta la banda.

Dal confronto emerge una sostanziale similitudine dei due lobi a 98 MHz e dei guadagni .

Attenzione a non confrontare semplicemente dBd con dBi. (La teoria ci dice che dBi = dBd + 2,14 dB).  La 18 elementi presenta lobi posteriori un po’ più marcati a conferma di in rapporto avanti retro inferiore alla 19 elementi progettata da P. Korner.

5. Conclusioni

Abbiamo confrontato due antenne che si pongono al top della gamma. Il confronto ha visto privilegiare, nel nostro caso, la 18 elementi per una direttività più spinta e per un migliore rapporto avanti lato.

Appena acceso il ricevitore (ICOM R7000 modificato con filtri IF da 53 Khz) siamo stati colpiti dalla pulizia dei segnali e dallo scarso rumore di fondo presente. I segnali erano in genere non solo più forti rispetto alla 19 elementi ma con un migliore rapporto segnale rumore. Tale differenza, non marginale, non parrebbe giustificata dai diagrammi sopra riportati .Entrambe le antenne sono state testate nella medesima posizione e con lo stesso cavo di discesa (RG 11).Le differenze riscontrare risultano quindi un mistero che necessiterebbe di ulteriori e ben piu’ approfondite indagini .

Ascoltare vicino a Vigevano (Pv) sui 99.8 MHz la RAS in tedesco da cima Plose, in provincia di Bolzano, con segnale pulito e ben comprensibile, è sicuramente sinonimo di eccellente funzionamento dell’antenna. Ottimo il rapporto avanti lato; il segnale RAI da Monte Penice sui 99.9 MHz (uno dei segnali più forti nel QTH di Fabrizio) non interferiva il canale adiacente segno di una forte riduzione dei lobi laterali così come previsto dal costruttore in sede di progettazione.

Ringrazio Fabrizio che mi ha offerto la possibilità di testare quest’antenna che solo pochi giorni prima mi ero permesso di suggerire. Andare oltre sarà difficile, siamo già a misure limite, ma nel nostro hobby mai dire mai. Un saluto e buoni Dx a tutti voi.

Foto 12: la 18 elementi della InnovAntennas che svetta sul tetto di Fabrizio.