QRP Antenna Tuner

QRP Antenna Tuner
Mi ha sempre affascinato l’attività in portatile e dopo aver sperimentato le VHF e UHF ho spostato la mia attenzione
sulle HF. Portatile significa poter fare attività radio se si va a fare una scampagnata, significa essere pronti in casi di
Emergenza, significa anche QRP, significa antenne semplici, leggere e rapide da installare. Fare attività in portatile in
HF significa anche avere una antenna che consenta attività su tutte le bande.
Quale antenna è più semplice di un semplice pezzo di filo? Il sacro testo della l’ARRL (Antenna book) dà queste
alternative:
1. LONG WIRE
Una antenna filare lunga una lunghezza d’onda o maggiore. Quando è lunga due o più lunghezze d’onda presenta
un guadagno e lobi multipli.
2. RANDOM WIRE
Una antenna filare di lunghezza casuale alimentata ad un capo con un adattatore d’impedenza.
Questi tipi di antenna consentono l’attività multibanda ed è sufficiente agganciarla (magari con l’aiuto di un sasso
legato all’estremità) ad un supporto qualunque.
Per determinare la lunghezza ottimale del filo ho fatto la seguente tabella che mi ha suggerito di usare uno spezzone
di filo da impianti elettrici di circa 40 metri di lunghezza
Banda
f MHz
80
40
20
15
10
3,600
7,060
14,200
21,250
28,500
1/2 λ
41,639
21,232
10,556
7,054
5,260
Lunghezza metri
1λ
2λ
3λ
83,278 166,556 249,833
42,465
84,929
127,394
21,113
42,225
63,338
14,108
28,216
42,325
10,519
21,039
31,558
4λ
333,111
169,858
84,451
56,433
42,077
Definita l’antenna non rimaneva che passare al passo successivo: l’adattatore d’impedenza d’antenna.
Vista l’esigenza dell’uso in portatile e senza necessità di usare potenze elevate ma orientato al QRP questo “Antenna
Tuner” doveva essere piccolo, leggero ed essere in grado di adattare ai 50 Ohm dell’uscita dell’apparato ad una
impedenza di antenna che poteva avere variazioni anche notevoli.
I vecchi apparati a valvole avevano in uscita un circuito cosiddetto a “P greco” che però aveva la capacità di adattare
un escursione limitata di impedenze. Una ricerca in Internet mi fece trovare un suggerimento del compianto Attilio
I1BAY che proprio per i miei stessi motivi aveva realizzato un adattatore con circuito a “T”.
Ho colto quindi l’occasione di un vecchio adattatore per CB regalatomi dall’amico Giorgio DGL. Era fatto col
classico circuito a “P greco”, ho quindi buttato la vecchia bobina ed ho montato i due variabili su un supporto isolato di
plexiglas per poter fare il cablaggio del circuito a “T” quindi coi condensatori variabili isolati da massa. Per la bobina
verso massa ho avvolto circa 36 spire di filo smaltato su un toroide (recuperato dal cassetto delle cianfrusaglie) che era
di colore giallo usabile quindi, secondo le tabelle, sino a 50 MHz.
Sulla bobina ho poi fatto tutta una serie di prese commutabili con un commutatore a 12 posizioni.
Per il frontalino ho usato una tecnica già sperimentata per altre realizzazioni. Si tratta di disegnare il frontale con un
programma del computer e di stamparlo su una carta colorata a piacere. L’applicazione sulla scatola avviene poi
sovrapponendo un sottile pezzo di plexiglas opportunamente forato secondo gli elementi del frontale. Il tutto assume
così un piacevole effetto “quasi professionale”.
Nelle foto è visibile la realizzazione
Come detto in precedenza, la mia scelta di realizzare un circuito a “T” invece del classico “P Greco” con lo scopo di
avere la possibilità di accordare una ventaglio più ampio di impedenze è nata quasi “istintivamente”. Mi sono anche
reso conto che a chi leggerà queste due righe sarebbe opportuno dare una spiegazione tecnica un po’ più seria a
giustificazione della mia scelta. Mi sono quindi rivolto al nostro tecnico per eccellenza (Francesco IØDBF)
chiedendogli di spiegarci perché il circuito a “T” è più adatto per adattare ampie escursioni di impedenza. Il buon
Francesco non si è fatto pregare ed ecco qui sotto il suo responso.
73 de Gaetano IØHJN
“T” O “P GRECO” (IØDBF)
Il fatto che l’adattatore di impedenza a T adatti una gamma molto ampia in quanto a valori di impedenza rispetto ad
altra tipologia di circuiti (per esempio il “Pi greco”), dando una interpretazione “a vista” e senza scomodare complicate
nozioni scientifiche, lo si deve alla disposizione dei condensatori in serie (l’induttanza interviene solo quando i
condensatori glielo consentono). Infatti, in presenza di frequenze piuttosto basse, detti condensatori notoriamente
presentano una reattanza serie piuttosto elevata che, invece, tende a valori alquanto bassi in presenza di frequenze
compatibilmente alte. Nel caso invece del circuito a “Pi greco”, sempre interpretando estremamente semplicisticamente
la questione, il campo di variazione dell’impedenza appare più limitato. Infatti questo circuito in presenza di frequenze
compatibilmente basse presenterà essenzialmente la reattanza serie piuttosto bassa offerta dall’induttanza. Detta
reattanza ovviamente, con l’aumento della frequenza, tenderà ad aumentare senza, tuttavia, superare un certo limite in
quanto l’aumento di reattanza induttiva causato dall’aumento di frequenza verrebbe, per così dire, abbattuto da un certo
punto in poi, in una sorta di compensazione, dai condensatori posti in parallelo per i quali, come noto, la reattanza
diminuisce con l’aumento di frequenza.
In altre parole, detto in maniera molto grossolana, nel circuito a “T” la reattanza in funzione della frequenza
passerebbe da valori estremamente elevati per frequenze molto basse, a valori prossimi a zero per frequenze molto alte.
Nel circuito a “Pi greco” invece la reattanza partirebbe sì da valori prossimi a zero (per frequenze molto basse) ma, da
una certa frequenza in su, il suo aumento cesserebbe, fermandosi su un valore limite per le azioni simultanee e
contrastanti svolte rispettivamente dall’induttanza “serie” e dai condensatori “parallelo”.
Quindi, presumendo sia noto che l’impedenza Z dei due circuiti è costituita da una struttura in forma complessa
Z=R±jX di cui parte reale è la resistenza ohmica e parte immaginaria è la reattanza capacitiva o induttiva, è facile
dedurre che il circuito a “T”, riuscendo ad avere una escursione di reattanza teoricamente infinita rispetto a quella
invece limitata del “Pi-greco”, comporti conseguentemente anche una escursione di impedenza teoricamente infinita, il
che consente di adattare anche quella presentata dalla fatidica…. “rete di letto”. Chiaramente niente viene gratis o per
miracolo…. Ci si rimette in altro modo, ma questa è un’altra storia.
73 de Francesco IØDBF