Carmela, sniper antenna per i 20m

Se sei un radioamatore, il posto migliore dove installare un’antenna è all’esterno. Se abiti in una casa di proprietà, puoi installarla dove vuoi: sul tetto, in giardino, ovunque. Se abiti in un condominio, per installarla all’esterno, o sali sul tetto e lavori lì, o ti arrangi al di fuori di una finestra, o sfrutti un balcone (se ne hai uno). Io scelto la terza via per installare Carmela: l’ho ancorata al corrimano, l’ho assicurata al balcone con un tirante in nylon, e l’ho collegata alle mie radio con un linea coassiale RG58. In attesa di poter avere le mie antenne sul tetto del condominio ove abito, il mio parco antenne è ospitato dai miei balconi. Come tutte le antenne installate (con successo) là dove non dovrebbero essere posizionate, Carmela è un esperimento andato a buon fine: impatto minimo sull’estetica dell’immobile, dimensioni contenute, ROS strumentale (meno di 1,1:1 a centro banda in 20m). Gli svantaggi sono poco di più che i vantaggi, ma sono significativi: primo fra tutti, il fatto che l’antenna si trova vicino a strutture che alterano il diagramma di irradiazione e riducono la quantità di RF realmente irradiata. Basta un poco di propagazione favorevole per andare al di là di tutto ciò, e consentire a Carmela di conseguire risultati considerati impossibili.

Caratteristiche meccaniche

Carmela è una “sniper antenna”: stilo radiante orizzontale (parallelo al terreno), bobina di carico coassiale (o parallela) rispetto allo stilo, bulloneria di fissaggio e punto di alimentazione posti ad una estremità dello stesso. Guardandola di fianco, Carmela sembra l’arma di un cecchino.

Il suo elemento radiante è costituito da:

• un tubo in alluminio, avente diametro pari a 15 mm e lunghezza pari ad 1 metro;
• un tondino in alluminio, con diametro 4 mm e lunghezza 1 metro.

Tubo e tondino sono fissati l’uno all’altro ad una estremità mediante due fascette in acciaio inox: variando la superficie condivisa da entrambi (vale a dire, allungando o accorciando l’antenna) è possibile variare la frequenza di risonanza della stessa.

Se il mio appartamento si trovasse all’ultimo piano del condominio (se non ci fosse nulla al di sopra dei miei balconi), Carmela sarebbe stata installata sulla verticale del corrimano. Dal momento che io abito al primo piano, e vi sono due file di balconi al di sopra dei miei (due appartamenti sopra il mio), l’unica installazione possibile è stata quella orizzontale, per minimizzare l’influenza della struttura dell’immobile e dei balconi soprastanti sul funzionamento dell’antenna. Anche se è stato impossibile evitare l’effetto di un terreno più vicino del dovuto (4 metri, circa, invece dei 10 metri previsti).

Caratteristiche elettriche

Carmela è una verticale corta, un’antenna la cui lunghezza fisica è inferiore ad 1/4λ alla frequenza di lavoro. Antenne di questo tipo hanno un’impedenza composta da due parametri:

• una parte resistiva R (generalmente, 2 o 4 volte inferiore rispetto ai 50 Ohm di una linea di trasmissione coassiale);
• una componente reattiva Xc, di natura capacitiva.

Per adattare una verticale corta ad un cavo coassiale, tipo RG58 o RG8, è necessario:

• compensare la componente reattiva Xc introducendo una reattanza induttiva Xl, di pari entità (in valore assoluto);
• realizzare una trasformazione d’impedenza che permetta di adattare i 50 Ohm di una linea di trasmissione alla componente resistiva R (e viceversa).

La soluzione che ho adottato consiste in una bobina (una treccia di rame isolato in PVC) realizzata con 12 spire aventi diametro pari a 4 cm. La bobina è stata avvolta su uno spezzone di tubo in PVC per uso idraulico, ed è posizionata tra un’estremità dello stilo radiante ed il punto di alimentazione dell’antenna.

Come contrappeso (conduttore di massa), ho utilizzato una recinzione, composta da pannelli di rete in ferro zincato collegati elettricamente tra loro con un filo in acciaio inox, che ho applicato alla ringhiera metallica del balcone cui ho fissato Carmela. Sull’altro balcone, ho realizzato un’altra recinzione identica: l’ultimo, ovvio passo è stato mettere i due balconi in continuità elettrica con una treccia in acciaio inox posata tra loro.

Rendimento

La risonanza di Carmela ha caratteristiche ottime:

• ROS inferiore a 1,1:1 a centro banda (14.2 MHz);
• ROS pari o inferiore a 1,5:1 tra 14.1 e 14.350 MHz;
• non ho informazioni precise a proposito della RF irradiata da Carmela (la RF che parte dall’antenna e viaggia tra la ionosfera e la superficie terrestre). Ma una buona percentuale della radiofrequenza che arriva dall’RTX (o dall’amplificatore lineare), in condizioni normali di propagazione, riesce a “propagarsi” nonostante la dispersione di una consistente quota di RF che si accoppia con le strutture vicine all’antenna (il condominio, il terreno) e va persa.

Al di là dei parametri strumentali, il rendimento accettabile di quest’antenna è provato anche dai risultati del suo utilizzo. Carmela è stata installata nell’Estate 2021. Nei giorni immediatamente successivi, sono iniziati i primi DXes in 20m, in orari prevalentemente notturni (tra la mezzanotte e le 2 del mattino, ora legale italiana), con una potenza compresa tra 100W (l’output del mio Kenwood TS-140S) e 300W (l’output del mio BLA350). Le stazioni contattate vanno dal Nord al Sud America. In particolare, la costa atlantica del Nord America, da cui ho ricevuto rapporti RST compresi tra 55- e 57-.
Ciò conferma quanto detto prima: Carmela è un’antenna con qualche svantaggio in più rispetto ai suoi vantaggi, ma è anche un’antenna che sta facendo tutto ciò che è tecnicamente possibile nelle condizioni in cui è stata installata.