SISTEMA RADIANTE PER TRASMETTITORI IN ONDE MEDIE
Il sistema radiante per un impianto in onde medie si compone da:
1 - ANTENNA TRASMITTENTE
2 - RAGGIERA DI TERRA
3 - CABINA DI SINTONIA
ANTENNE TRASMITTENTI PER ONDE MEDIE
Le antenne trasmittenti impiegate nelle onde medie sono prevalentemente di tipo marconiano, e cioè
costituite da un conduttore verticale isolato all’estremo superiore e collegato al suolo a quello
inferiore tramite il trasmettitore
Questo tipo di antenna costituisce, assieme al piano conduttore formato dal suolo, un semidipolo sul
quale viene a stabilirsi, nel funzionamento, un regime di onde stazionarie di tensione e di corrente.
Le onde stazionarie di tensione e corrente sono tra loro in quadratura ed hanno nodi ( minimi ) e
ventri o antinodi ( massimi ) spaziati di lambda /4 a partire dall’estremo libero, analogamente a
quanto avviene in una linea di trasmissione aperta all’estremità non alimentata.
Poiché l’antenna irradia potenza, all’onda stazionaria si sovrappone un’onda progressiva , per cui i
nodi di tensione e corrente sono in realtà dei minimi anziché di nulli e l’impedenza d’ingresso
presenta, oltre alla componente reattiva, anche una componente resistiva il cui valore caratterizza
appunto l’energia che viene assorbita dall’antenna per l’irradiazione e le perdite.
Il diagramma di radiazione dell’antenna marconiana nel piano orizzontale è circolare, cioè essa è
un’antenna non direzionale ( anche indicata come omnidirezionele o a diagramma orizzontale
circolare ).
L’antenna per onde medie,viene realizzata sotto forma di traliccio che poggia a terra mediante un
isolatore (isolatore di base) che deve essere in grado di sopportare la tensione fornita dal
trasmettitore , che puo’ essere anche molto elevata nel caso di un traliccio a 1/2 onda .
Il traliccio viene mantenuto verticale per mezzo di una o piu’ ordini di tiranti, che chiaramente
devono venire sezionati da degli isolatori in tratti molto corti rispetto alla lunghezza d’onda di
lavoro.
Agli albori della radio si utilizzavano antenne filari , tese tra 2 tralicci, che sono state abbandonate
per via della loro troppa selettività .
Altro sistema di antenna per onde medie ,derivato dal sistema classico, e il cosiddetto
Folded-dipole, che non e’ altro che un traliccio privo di isolatore alla base ,con ovvio beneficio per
le scariche atmosferiche (in quanto la base e’ messa a massa).
Dall’alto del traliccio scendono , opportunamente fissate a un supporto orizzontale a forma di
stella a 6 -8 punte che le tiene distanti dalla torre almeno 80 cm, 6-8 funi di rame di diametro non
inferiore a 16 mmq ,le quali terminano su un anello che circonda il traliccio a circa 2 metri da terra,
perfettamente isolato dalla torre stessa.
In un punto qualsiasi dell’anello viene data l’alimentazione ,tramite la cabina di sintonia.
Ovviamente i fili cosi tesi non devono toccare il traliccio in nessun punto tranne all’’estremità
superiore dove vengono messi fisicamente a massa.
L’antenna cosi’ costituita presenta un corto circuito per le correnti che siamo abituati a manipolare ,
ma non per la rf.
Questo e’ il sistema che consiglio indubbiamente in quanto presenta indubbi vantaggi:
1) l’antenna e’ fisicamente a massa , niente cariche elettrostatiche, ecc
2) In caso di traliccio autoportante, niente tiranti, quindi a meno che non usino l’esplosivo,l’antenna con un
paio di cesoie , non ve la
buttano giu’.(bisogna pensare anche a questo)
3) Nessun costosissimo isolatore alla base (che vi ricordo ,oltre a sopportare la tensione del vostro tx, deve
sopportare anche decine
di tonnellate del peso dell'antenna (più la risultante delle forze applicate dai tiranti.)
4) Puo’essere utilizzata anche una gru edile dismessa (se la sabbiate e la zincate e’ meglio), con ovvi tagli di
costi.
5) L’impedenza d’antenna e’ di gran lunga superiore ad un’antenna classica, con ovvi benefici sulle perdite
L’altezza del traliccio
L’altezza del traliccio caratterizza l’antenna marconiana, in quanto determina l’impedenza che essa
presenta ,sia la forma del diagramma d’irradiazione sul piano verticale ,quindi, la sua capacita’ a
concentrare piu’ o meno il segnale irradiato sul piano orizzontale.
Antenna campione.
L’antenna campione e un’antenna lunga 1/4 d’onda posta su una superficie piana perfettamente
conduttrice ,che alimentata con 1 KW produce un campo di 300mV/metro alla distanza di 1 Km, il
rapporto viene espresso in dB.
La potenza irradiata e' il prodotto della potenza fornita dal trasmettitore per il guadagno
dell'antenna e si esprime in dBk (dBk=10 Log P (Kw)), 0dBk equivalgono ad 1 Kw.
Nel grafico qui sopra potete vedere i valori di campo e.m. in funzione dell'altezza dell'antenna.
al crescere della lunghezza elettrica della torre il campo aumenta fino a raggiungere il massimo di
445 mV metro (riferiti ad 1 Kw di ingresso)
che corrisponde ad un'altezza di 230° elettrici , quindi 0,625 Lambda.
oltre quest'altezza il valore di campo decresce rapidamente perche' diventa prevalente l'irradiazione
sul lobo secondario diretto verso l'alto.
Riassumendo, possiamo dire che fino a lambda/2 si ha praticamente solo il lobo diretto verso il
suolo, oltre ,pur guadagnando sul piano orizzontale ,comincia ad aumentare rapidamente il lobo
secondario diretto verso l'alto, e dato che l'energia irradiata verso l'alto , ritorna nuovamente verso il
suolo per effetto della rifrazione sugli strati ionizzati,ad una certa distanza dall' antenna avremo una
combinazione del segnale diretto con quello riflesso con i famosi effetti negativi che ne
conseguono:: fading e distorsione del segnale, considerato che il segnale riflesso subisce continue
variazioni di fase.
Considerando che l'altezza del primo strato ionizzato e' di circa 100Km, il segnale irradiato con
angoli di circa 60° ritorna al suolo ad una distanza di 100Km ,limitando enormemente l'area di
servizio primaria del trasmettitore ,anche se di elevata potenza.
Quindi per coprire zone primarie con un'area superiore ai 100 Km non bisogna utilizzare ne antenne
troppo corte (1/4 d'onda) ne quelle troppo lunghe (230°) . La scelta dell'altezza in questo caso cade
tra i 190° e i 200° , e sono chiamate antenne antievanescenza.
La Cabina di sintonia
La cabina di sintonia non e' altro che un'accordatore posto alla base dell'antenna e racchiuso in un
casottino in muratura o di metallo (a secondo delle esigenze e della potenza applicata)
Esso ha il compito di cancellare la reattanza (quasi sempre presente) dell'antenna e di adattare
l'impedenza del trasmettitore a quella propria della torre.
Il classico circuito e quello a "T" , con delle modifiche piu' o meno complesse e' possibile
trasmettere più frequenze sulla stessa antenna
Ricordando comunque che non e' possibile trasmettere frequenze distanti tra loro meno di 100 Khz.
data l'enorme sollecitazione a cui sarebbero sottoposti i reiettori.
Il sistema di terra
Il sistema di terra e' parte integrante dell'antenna , senza di esso la maggior parte dell'energia
irradiata viene sprecata.
quindi ,dato che l'energia r.f dall'antenna , si richiude sul suo terminale di massa per conduzione
attraverso il terreno e' fondamentale che la conduttivita' per un raggio di 1/2 onda sia la migliore
possibile.
dato che la resistenza di terra e' praticamente omogenea , il rendimento sara' tanto maggiore quanto
piu' alta e' la resistenza d'ingresso dell'antenna.
Supponiamo quindi che la R di terra sia 5 Ohm , se la vostra antenna presenta una resistenza di 10
Ohm le perdite nel circuito di terra saranno del 50 % della potenza del trasmettitore, mentre in caso
di antenna con resistenza d'ingresso di 500 Ohm (pari ad un'antenna a 1/2 onda) le perdite si
ridurranno all' 1%.
Quindi , possiamo dire che il sistema di terra e' importantissimo quando l'antenna utilizzata e' corta
rispetto alla frequenza.
Un sistema ideale di terra e' costituito da una raggiera di 120 fili di rame nudo interrato ad una
profondita' di 30-40 cm per una liunghezza di 1/2 onda.
Nelle foto potete vedere come realizza il collegamento dei radiali alla base della torre
Altri tipi di antenne
Vi sono altri tipi piu' o meno conosciuti di antenne per onde medie ,le cosiddette antenne corte ,che
utilizzano bobine e altri artifici per "allungare" elettricamente la loro modesta dimensione, ma sono
tutti esperimenti empirici .
Diversi venditori asseriscono di avere antenne miracolose che mettono in atto le leggi dei campi
elettromagnetici; queste sono solo fesserie,
d'altro canto se tali antenne fossero cosi' "magiche" la Rai che ha ,e ha avuto i piu' grandi cervelli
pensanti del nostro paese, e tutte le altre emittenti sparse nel globo , avrebbero sicuramente
risparmiato decine di miliardi ....... quindi occhio ai venditori di fumo.
Una cosa e' un'antenna radioamatoriale un'altra e' un'antenna per uso broadcast ...... se proprio
volete fare i "giochini" allora vi basta un filo !
