Poco conosciute, ancor meno apprezzate o addirittura evitate, le antenne, realizzate in cavo coassiale, tuttavia, possono dare delle soddisfazioni dalle Hf alle UHF, sia perchè, in buona sostanza, si configurano come dipoli ripiegati la cui impedenza coincide con quella del cavo coassiale adoperato, (quindi niente 300 Ohm, oppure 150 Ohm per geometrie simili al quadrato), sia perchè, se ben realizzate, presentano, a centro banda, un ROS molto prossimo all' 1:1, con una larghezza di banda molto vasta.

Mi fa dovere, in proposito, una piccola digressione sulla lettura che parecchi O.M. fanno del ROS, poichè mi capita sovente ascoltare: "ho un ROS di zero". 

In primis Il ROS è un rapporto tra due grandezze, pertanto il valore zero al denominatore è impossibile nel campo dei numeri reali e la proprietà formale che può azzerare un rapporto è il numeratore = 0, quindi, al limite, avremmo Ros = 0, se e solo, se la potenza in uscita dal TX è uguale a zero, in secundis il primo numero che si legge sulla scala dell'SWR, come anche i più scettici possono verificare, non è zero, ma uno; zero può essere solo la grandezza dell'onda riflessa, che appunto determina il valore minimo del ROS, cioè 1:1, (leggasi uno a uno).

Per essere più chiaro, supponiamo di possedere uno strumento tale da poter misurare la potenza di un Tx secondo la direzione di propagazione lungo la linea di alimentazione e l'antenna. Volendo stabilire il rapporto tra le due misure, su di un galvanometro  la cui scala sia di "N" divisioni e supposto che la grandezza della potenza che transita dal Tx all'antenna sia calibrata a "N", mentre quella che transita dall'antenna verso il Tx sia "n", scriveremo:

                    ROS =  (N + n) / (N - n)

i casi estremi saranno: n = N oppure N = 0, oppure n = 0

nel primo caso (N + N) / (N - N) =  infinito, ossia 2N / 0 =  impossibile, poi, per convenzione, si dà valore "infinito" alla divisione (impossibile) con denominatore 0;

nel secondo (0 + 0) / (0 - 0) = 0, questo è il caso in cui si può dire d'aver ROS = 0, cioè quando il Tx non sta trasmettendo; tuttavia anche n sarà uguale zero e quindi anche il denominatore assumerà il valore zero, pertanto ricadiamo nel primo caso; 

nel terzo (N + 0) / (N - 0) = 1, cioè N / N = 1, questo è il valore più piccolo di questo rapporto, cioè 1:1;

pertanto ROS = 0 non esiste.

Tornando in argomento, come si realizza genericamente un'antenna del genere?

Una volta stabilita la lunghezza del cavo, che è di 1/2 onda: 

a) si taglia il medesimo un paio di centimetri più lungo della 1/2 onda, da entrambi gli estremi, si asporta la guaina per il tratto eccedente e si cortocircuita la calza con il filo coassiale interno, per ciascun lato;

b) si asportano un paio di centimetri di guaina al centro (vedi Figura 1 e 2), si interrompe la calza, si ripiega su sè stessa in modo da allontanare i due lembi di almeno un centimetro e si stagna tutt'attorno, badando di non indugiare troppo, intanto da non fondere troppo l'isolante;

c) sui due punti ricavati al centro, andrà collegato l'alimentazione del dipolo.

 Figura 2:  Foto desunta da "Nuova Elettronica"

Personalmente, agli estremi ho avvolto ben stretta la calza (ritorcendola) sul filo coassiale, senza saldare, per poter più facilmente procedere agli accorciamenti del caso, alla fine ho effettuato le opportune saldature.

Più in basso vi darò la formuletta (la solita) che consente, entro certi limiti, di poter calcolare la lunghezza della nostra antenna, che avrà un guadagno, rispetto ad un  dipolo semplice di 2-3 di dB. 

Corre dovere spegnere i trionfalismi sul guadagno, perchè l'antenna è sbilanciata quindi lavora su di un solo braccio, l'altro è a potenziale di terra, inoltre 3 dB corrisponderebbero a mezzo Santiago: ossia, in ricezione, valore doppio in potenza su 50 Ohm e 1,4142, in tensione su 50 Ohm, mentre in trasmissione  ben poco, dal momento che il grafico di radiazione poco differisce da quello di un dipolo semplice. Ricordo poi a me stesso, che un'antenna non opera la moltiplicazione dei pani e dei pesci, ma può concentrare la potenza d'emissione del TX in regioni più ristrette di spazio, sguarnendone però altre, quindi essendo più o meno direttiva. 

Ora passiamo alla formuletta che ci dà l'ordine di grandezza del cavo da usare:  1/2 onda = 150 / MHz * 0,96

Il fattore 0,96 altro non è che il coefficiente di propagazione dell'onda elettromagnetica nel mezzo diverso dal vuoto, nel caso specifico, nel rame. 

Sul coefficiente (0,96) c'è da dire che, a seconda del rapporto diametro su lunghezza dell'antenna, si può scendere anche a 0,94 ed anche meno; per questo motivo la formuletta è molto approssimativa. 

Io consiglierei, per prudenza, uno 0,95, poi in fase di taratura si procederà all'accorciamento del caso, verificando il ROS e il centro banda. 

Badate che sulle UHF il diametro della calza rispetto alla lunghezza dell'antenna porterà a coefficienti ancora più bassi anche prossimi allo 0,90, per cui sarà necessaria una buona dose di pazienza e costanza durante le fasi di accorciamento.

Tuttavia, come indicato in Fig. 1 nel caso di accorciamento eccessivo, sarà sempre possibile saldare due spezzoncini di filo di rame nudo agli estremi dell'antenna, per riallungarne le dimensioni.   

La descrizione dell'antenna UHF in oggetto è corroborata dalla relativa realizzazione pratica, in più prototipi, effettuata dallo scrivente.

Dico questo perchè nel caso dell'antenna collineare in cavo coassiale per i 430 MHz, un certo O.M. un po' "Pierino" ha voluto piazzarla sul tettuccio dell'automobile, apportando un piano di terra arbitrario ed assolutamente non contemplato nè dal mio articolo, nè dal buon senso, poi mi ha scritto che l'antenna, cito testualmente, è una "schifezza" ed ha anche messo in dubbio che, nonostante le foto, io l'abbia realizzata.   

Nel caso generico, può essere usato cavo coassiale qualsiasi, dell'impedenza che interessa, ottenendo sull'uscita un'impedenza uguale a quella del cavo stesso; personalmente, per questa antenna sulle UHF, mi sono servito del Westflex 103, che, non ultimo, ha il pregio di essere molto rigido e quindi di conservare la forma rettilinea che gli viene data; con altri cavi non ho provato anche se, a priori, non ne escludo la possibilità, visto che l'antenna collineare in cavo coassiale per i 430 MHz è realizzata con RG.213.

Caratteristiche del cavo coassiale Westflex 103:

diametro esterno 103 mm;

diametro del conduttore coassiale 2,7 mm;

completo di schermo in lamina di rame e calza in rame sovrapposta;

fattore di propagazione 0,85;

attenuazione per 100 metri di cavo:

 0,8 dB  a   10 MHz

 1,7 dB  a   30 MHz

 2,0 dB  a   50 MHz

 3,2 dB  a  100 MHz

 4,5 dB  a  144 MHz

 5,4 dB  a  200 MHz

 6,2 dB  a  300 MHz

 7,5 dB  a  432 MHz

13,0 dB a  1     GHz 

il costo si aggira sui due euro al metro.

A proposito di taratura, sarebbe bene, anche nel caso delle UHF, effettuarla con l'antenna già sistemata nel luogo in cui intendete posizionarla, se invece farete come me, che, per pigrizia, l'ho effettuata all'interno della mia postazione, ricordate che, una volta messa in aria libera, osserverete uno slittamento verso l'alto del centro banda e del ROS. 

Altre raccomandazioni:

a) Sarà bene che il cavo di discesa sia collegato nella maniera più corta possibile all'antenna stessa, poichè la lunghezza del collegamento partecipa alla lunghezza totale dell'antenna stessa; la discesa andrebbe realizzata con lo stesso cavo Westflex 103, facendo attenzione a non dare curve secche, scartate categoricamente i minicavi ed altri al alta perdita sulle UHF come l'RG.213, che è valido fino ai 30 MHz (leggete in merito l'articolo sui cavi coassiali pubblicato da me su questo stesso sito); 

b) procurate che attorno all'antenna, per almeno una lunghezza d'onda, non si trovino altre antenne o tiranti o muri o altri oggetti metallici, che potrebbero influire sulla riduzione del ROS e sul centraggio della gamma; 

c) come palo di sostegno, visto l'ingombro e il peso minimo dell'antenna, potrete servirvi di un tubo in plastica per impianti elettrici, innestato poi su di un palo metallico;

d) fate correre il cavo di alimentazione perpendicolare all'antenna per almeno una lunghezza d'onda, allo scopo lo farete correre entro un altro tratto di tubo plastico fissato in squadra con il palo di sostegno (vedi Foto 1 e 2).

Foto 1 e 2 : veduta del dipolo in cavo coassiale per 430-438 MHz, ma funziona anche oltre i 450 MHz.

Inoltre, come ben saprete, qual'ora voleste una polarizzazione verticale, tale dipolo può essere disposto perpendicolare al piano dell'orizzonte: in UHF si va quasi sempre in verticale.

Non abbiatemene se vi ricordo che la polarizzazione di un'antenna è data dalla direzione del campo elettrico generato, che è sempre parallelo dell'antenna stessa, ovvero perpendicolare al suo asse di simmetria.

Mi permetto di sottolineare che è importante la polarizzazione, poichè un'antenna ricevente con polarizzazione verticale non può "ascoltare" un'antenna trasmittente con polarizzazione orizzontale; in realtà poi riflessioni e rifrazioni dell'onda durante la sua propagazione, finiscono, in parte, per mutarne anche la polarizzazione, per cui quanto detto diventa possibile.

Non starò a darvi le misure da me ottenute in pratica, perchè ogni caso sta a sè, vi dirò che ho iniziato dalla misura di 16,3 cm per braccio, considerando 0,71 il fattore di riduzione e 434 MHz il centro banda.

Tengo però a dirvi che su tre esemplari di antenna nessuno ha esattamente le stesse misure al millimetro e che l'andamento del Ros non è esattamente lo stesso, però all'incirca è di 1,1:1 a 420 MHz sale a 1,4:1 a 427, scende a 1:1 a 430 e si conserva entro 1,3:1 fino ai 438 MHz, risale verso 1,4:1 attorno a 446 MHz e ridiscende a 1,2:1 verso i 450 Mhz; non ho proseguito oltre. Non mi domandate il perchè di questo altalenare: non lo so, ma l'ho osservato, anche se in maniera diversa, in ogni prototipo.

Ribadendo che questo dipolo ripiegato in cavo coassiale è realizzabile per tutte le gamme (per inciso IW1TZK Daniele di  S.to Stefano Magra lo ha realizzato, su mia indicazione, per i 50 MHz rimanendone soddisfatto e sorpreso per la larghezza di banda e il ROS minimo) e non è uno scherzo, nè un'antenna di ripiego per disperati, ma un'antenna molto efficiente, mi fermo qui.

P.S.: L'antenna così concepita, ripeto, è un' antenna sbilanciata, in realtà, lavora solo su di un braccio (o meglio metà dipolo),  poichè l'altro, collegato alla calza, è a potenziale di terra.

Mi riservo in altra occasione di provare e descrivere il sistema per convertirla in antenna bilanciata in cui lavorano entrambi i bracci.

Per i più curiosi ed intraprendenti posso anticipare che uno spezzone di cavo coassiale lungo 1/4 onda, moltiplicato per il suo fattore di velocità, messo in parallelo all'uscita dell'antenna stessa può convertire un segnale sbilanciato in uno bilanciato.

La formuletta: 7200 / MHz  *  coeff. di prop. del cavo.