Antenna MOSLEY M32-A

La Mosley M32A rientra nel gruppo delle mini-direttive per via delle dimensioni e peso contenuti. E’ una direttiva tri-banda a due elementi, risonante in 20-15-10 metri.

La mia Mini-direttiva Mosley M32-A montata sul terrazzo.

Pubblicita’ della Mosley su “Amateur 73 Radio” 1971

Le istruzioni di montaggio della M-32A non sono disponibili su web. Si trovano pochi video, di cui alcuni presentano ERRORI nel montaggio. Attenzione. Qui un esempio:

WRONG !
Esempio di montaggio errato del riflettore della Mini32-A sul boom.
L’elemento di appoggio deve essere quello in lega di alluminio (colore grigio argenteo) e NON  quello plastico (nero) come in foto.
Stessa cosa, ovviamente, per l’elemento radiatore

Nella foto seguente, l’esempio di montaggio corretto…

In generale, notare che l’elemento e’ sempre montato sopra il boom, non viceversa.

WRONG!
Mosley sconsiglia l’uso di un balun in ferrite sul punto di collegamento del coassiale, fatta eccezione per 3-4 spire di cavo avvolto su se stesso con un diametro di circa 15-20 cm.

Il balun corretto da montare….

Pubblcita’ MOSLEY 2020 (tratto da ARRL QST)

Balun, UnUn e trasformatori a larga banda

Vi chiederanno sempre tanti soldi per acquistare un Balun, un UNUN o che altro, prospettando mirabolanti ferriti con mix segreti, riservati a pochi rivenditori….

Niente di piu’ fuorviante! Fatevi a casa i vostri balun, scegliendo le dimensioni e il tipo di ferrite tra quelli facilmente disponibili per l’acquisto.


L’accrocco che si vede in foto e’ un trasformatore di impedenza 2.6:1 (si, avete letto bene, circa tre:uno) da me montato diversi anni fa per adattare a 50 Ohm il mio dipolo OCF (windom) installato troppo basso per poter usare l’usuale 4:1 (200 Ohm a 50 Ohm)

Non e’ un Balun, non e’ un UN:UN, ma e’ un trasformatore a larga banda …. ma che differenza c’e’ ?

Partiremo da qui per una carrellata sui vari tipi di “oggetti elettrici” che permettono di adattare un’ impedenza e/o di accoppiare un’antenna a una linea di trasmissione.


Balun e UnUn

Balun (a volte pronunciato e anche scritto BALUM o BALOON come se fosse il nome di un clown del circo),  e’ l’abbreviazione di Balanced-UnBalanced:

LE VARIE TIPOLOGIE

BALUN

Un balun (BAL-UN) effettua un adattamento tra una porta bilanciata e un’altra sbilanciata, o viceversa.

UN BALUN GENERICO

A sua volta  un balun puo’ essere un balun in corrente (forza la stessa corrente sui rami dell’uscita bilanciata)  o un balun in tensione (forza la stessa tensione sui due rami della linea). Generalmente i balun in tensione sono realizzati come “Ruthroff balun”. (Articolo sui Ruthroff balun QUI).

Un esempio di classico voltage balun e’ il trasformatore ideale. Questo ad es. e’ un voltage balun 1:1 (notare il verso delle correnti):

I Balun, cosi’ come pure gli UnUn, effettuano anche una trasformazione di impedenza tra una porta e l’altra (ad es.: 1:1 , 2:1, 4:1, 9:1 , etc.)

ESEMPI DI VOLTAGE BALUN – FONTE ARRL HANDBOOK

Attenzione, pero’: i balun (e gli UnUn) operano correttamente la trasformazione di impedenza solo se le impedenze in ingresso e in uscita sono quelle per cui la linea di trasmissione e’ stata prevista e disegnata! Discorso diverso vale per un generico trasformatore di impedenza NON a linea di trasmissione, per il quale il corretto funzionamento e’ limitato dalla caratteristica del materiale del nucleo.

Esempio: un balun a linea di trasmissione fatto per trasformare 200 Ohm in 50 Ohm (4:1), NON funziona correttamente per trasformare 600 Ohm in 125 Ohm.
Questo perche’ l’avvolgimento di impedenza caratteristica Zt, costruito secondo il principio delle linee di trasmissione, deve  rispettare un preciso rapporto di impedenze:

La trasformazione di impedenza non opera correttamente in presenza di forti componenti reattive sulle porte di ingresso e uscita.

Classico “trasformatore” generico, non avvolto come una linea di trasmissione, con un primario e un secondario, in cui valgono le leggi del trasformatore (ideale).

Non e’ necessario per la trasformazione di impedenza che ci sia un nucleo “magnetico”:  la trasformazione di impedenza vale anche nel trasfo in aria (purche’ il primario e secondario siano sufficientemente  accoppiati).

Per il rapporto di impedenze tra primario e secondario vale la solita legge del trasformatore :


cioe’, il rapporto delle impedenze e’ uguale al quadrato del rapporto spire.
Quindi possiamo ricavare le spire del secondario dato il numero spire del primario e il rapporto delle impdenze:

Esempio di balun in corrente : il Balun 1:1, detto choke balun. Non e’ altro che una impedenza messa in serie alla linea di trasmissione e opera in modo da forzare correnti uguali (e di segno opposto) sui due rami della linea.

Una importante conseguenza e’ che nel cavo coassiale connesso sulla porta non-bilanciata, la corrente che scorre sulla superficie esterna della calza viene fortemente attenuata.
Tale corrente e’ chiamata “di modo comune”.

Correnti di modo comune

La spiegazione del fenomeno, semplificando, e’ la seguente:
in un conduttore (nell’esempio, la calza del coassiale) le correnti scorrono sulla superficie. La  calza del cavo si comporta quindi come due conduttori. In caso di sbilanciamento, sulla calza scorrono due correnti, una corrente sulla superficie esterna e una sulla superficie interna.
La corrente sulla superficie interna insieme a quella sul centrale del cavo formano la corrente di modo differenziale, uguali e contrarie nella direzione.

La corrente sulla superficie esterna non e’ compensata da nessuna corrente uguale e di verso contrario, pertanto scorre sulla calza e modifica i lobi di radazione dell’antenna, oltre al fatto che induce correnti RF in stazione (sul microfono, la radio, etc.)

Il Balun 4:1 in corrente

Attenzione : Il balun Guanella 4:1 DEVE essere avvolto su due nuclei separati. In rete si trovano diversi progetti di Guanella 4:1 che usano UN solo nucleo. Si puo’ dimostrare che tale implementazione NON e’ corretta.

Esempio costruttivo del Guanella 4:1

Note costruttive

Per Windom o OCF Balun con impedenza 200 Ohm :
Ricetta 1 : Guanella balun 4:1 con almeno 12 – 14 spire bifilari per ciascun toroide, o di coassiale in teflon. Ferrite : FT240-43

Ricetta 2 : Balun Ibrido (hybrid balun), formato da un voltage balun 4:1 seguto da un current balun 1:1 a cui si collega il coassiale a 50 Ohm
Per il voltage balun, 12 spire su FT240-61 o 43, e per il choke 1:1, 12 spire su FT240-43 oppure 10 spire su FT240-31

BALUN IBRIDO

Articoli originali (in inglese) sui vari tipi di balun:

  1. Wikipedia
  2. k5wtr – Balun
  3. Basic Baluns (articolo ormai quasi irreperibile)

Adattamento di impedenza con trasformatore convenzionale

Esempio pratico per un dipolo OCF con impedenza nel punto di alimentazione diversa dai canonici 100 -200 – 450 Ohm, ovvero a rapporti non interi su 50 Ohm.

Riprediamo la foto dell’accrocco a inizio pagina….
Esso e’ formato da un trasformatore di impedenza 2.6 : 1 a banda larga su ferrite, con in serie un choke balun 1:1 su un doppio toroide FT140-43
Il trasformatore e’ realizzato con due ferriti tubolari di materiale 43, come si usa nei trasfo di impedenza degli amplificatori lineari RF

Perche’ questo schema ?
L’impedenza nel punto di alimentazione di un dipolo alimentato fuori centro (OCF Off-Center-Balun) in rapporto 33% (lato corto / Lunghezza totale), dipende dall’altezza. Idealmente sarebbe circa 200 – 300 Ohm. Ma se il dipolo e’ basso, si avranno circa 130 Ohm.

La figura e’ tratta dall’ ottimo articolo :
https://rsars.files.wordpress.com/2013/01/study-of-the-ocf-dipole-antenna-g8ode-iss-1-31.pdf

Come adattare a 50 Ohm? Supponendo 130 Ohm, il rapporto sara’ 130/50, cioe’ 2.6 : 1
Usiamo la formula del trasformatore ideale. Quante spire scegliamo per il primario?
Alla frequenza piu’ bassa, 7 MHz, la reattanza XL dovra’ essere almeno 130×5 = 650 Ohm. Poniamo 700.
Usando un la ferrite 43 come per due toroidi T140, ci vorranno : 5 spire .

sqrt(50 / 120) = x / 5 da cui x = 3 (tagliando le cifre decimali)

Quindi avremo 5 spire al primario e 3 spire al secondario (lato coassiale). Adottando due ferriti tubolari incollate come nell’esempio, il rapporto spire sostanzialmente non cambia ma avremo piu’ margine di sicurezza per la potenza che puo’ sopportare il nucleo.
Per il choke, useremo due FT-140-43 con avvolte 12 spire di filo di rame smaltato attorcigliate a formare una linea bifilare. Vanno bene anche 12 spire di coassiale in teflon tipo RG-178.
Per stabilire il numero delle spire per il choke balun ci basiamo sul valore dell’ impedenza che deve presentare alla corrente di modo comune. Un valore di partenza puo’ essere almeno 1000 Ohm alla frequenza piu’ bassa, 7 MHz.

UN-UN

Effettua una trasformazione tra due porte sbilanciate. Applicazioni tipiche per il radioamatore

  • UnUn 4:1 per antenna canna da pesca (detta Ribakov = filo verticale, senza apparente piano di terra) cioe’ collegamento
    canna da pesca   —-> cavo coassiale

L’Antenna “canna da pesca”, la verticale dei poveri

Nonostante quest’antenna sia molto comune, NON e’ affatto detto che funzioni sempre bene. Dipende dalla impedenza presentata alla base del filo, e quindi dalla lunghezza elettrica dell’antenna stessa.

Schema di UN-UN spesso usato nelle antenne verticali “canna da pesca”.
Questo tipo di trasformatore effettua una trasformazione di impedenza 4:1 (200 Ohm verso 50 Ohm). Dato che all’ estremita’ di alimentazione della canna da pesca l’impedenza dipende fortemente dalla sua lunghezza, e’ evidente che l’UN:UN 4:1 puo’ essere utile solo in determinate situazioni.
La sua funzione dovrebbe essere quella di abbassare i valori di impedenza per renderli gestibili dall’acccordatore della radio…..ma spesso non va proprio così…..perchè? (vedi QUI).
La sua efficienza dipende dal materiale del nucleo usato e dal numero di spire.

UN:UN 1:1 – Current Choke per bloccare le correnti di modo comune nel cavo coassiale

Esempio di applicazione di un balun 1:1 (choke) per bloccare le correnti di modo comune sul cavo coassiale. Perche’ ci sono correnti di modo comune sulla calza del coassiale ? Leggi QUI.

Dipolo (Bilanciato) —-> Coassiale sbilanciato

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                                    oVo

Ferriti

Le ferriti piu’ usate dai radioamatori sono solitamente di due tipi.

Ferriti per circuiti risonanti, in polvere di ossidi di ferro sinterizzate, o ferriti in pulviferro. Esempi tipici:
T200 – 2 (colore rosso, 1-30 MHz)
T200 – 6 (colore giallo, 6-50 Mhz)
Tx : il numero dopo la T si riferisce al diametro in mils. Il numero successivo si riferisce al tipo di materiale.

Ferriti per trasformatori di impedenza a larga banda, costituite con mescola di Ferro, Manganese, Zinco o Magnesio, ferriti propriamente dette.
Esempi tipici:
FT240 – 41 (3,5 – 14 MHz)
FT240 – 61 (14-30 Mhz)
FT240 – 31 (materiale usato quasi esclusivamente per choke balun)
FTx : il numero dopo FT si riferisce al diametro in mils

Per dettagli sulle ferriti, vedi l’articolo dedicato ….QUI

E per concludere l’articolo…..

“Meglio un cane radioamatore di un radioamatore cane”

IMMAGINE GRAZIE A CINOFILASOS

La “Trapezo-Loop” (per le acrobazie in frequenza)

Si tratta di una loop ad onda intera calcolata per i 7 Mhz (banda 40 metri), ma che risultera’ risonante anche in 20 e 15 metri.

Calcolo della lunghezza
Ci sono discordanze tra le formule che si trovano su internet o nella letteratura radioamatoriale. Dato che occorrera’ comunque tarare la lunghezza sul luogo dell’installazione, facciamo riferimento alla formula seguente:

L (feet) =1003/f(Mhz)

L (mt) = 306/f(Mhz)

In realta’, a differenza della figura qui sopra, per ragioni di spazio e di sostegni disponibili, la mia loop ha una forma….trapezoide. Da qui il nome di trapezoloop.

Il punto di alimentazione e’ collocato al vertice in basso a destra, tramite un choke balun va direttamente sul coassiale a 50 Ohm.

Choke Balun

Come descritto nella pagina dedicata ai balun, il choke balun e’ un balun 1:1 in corrente che ha lo scopo di adattare la loop (antenna bilanciata) al coassiale, e allo stesso tempo di fornire una alta impedenza alle eventuali correnti di modo comune sulla calza del coassiale.

E’ costruito avvolgendo 12 spire bifilari (va bene anche il cavo rosso-nero per altoparlanti, se la potenza in gioco non supera i 300-400 watt), preferibilmente con cavetto in teflon, attorno a un toroide FT240-43. Nel mio caso, avendo a disposizione 3 toroidi FT_140-43, ho impilato i tre toroidi incollandoli con ciano-acrilato e ho avvolto le spire sul toroide cilindrico risultante.
Il tutto poi racchiuso in un tubo da idraulica (in vendita nei bricoshop) con i due tappi su cui avevo precedentemente montato i connettori: uno per il lato loop (rosso+nero), e l’altro un PL259 per il coax.

Misura delle risonanze

Sorprendentemente, come si vede dall’immagine a destra, la loop mostra risonanza fino alla frequenza di 43 MHz ! anche se non e’ una banda amatoriale. A sinistra e’ ben visibile l’ottima risposta in 40, 20 e 15 (e 10) metri, come ci si poteva aspettare dalla teoria.

Alla prova pratica la loop si e’ dimostrata superiore alla windom come rapporto S/N, e riceve ottimi segnali da tutta l’area europea, con una leggera prevalenza nella direzione Nord-est.

Alla prova dei QSO i rapporti sono sempre stati ottimi. Buon divertimento.

RadioMarelli RD155X -“FIDO”

Cronaca di un restauro

Acquistata al mercatino di Senigaglia nei pressi di Porta Genova a Milano, nel 2009. Restaurarla e farla funzionare non e’ stato solo un divertimento, ma anche l’occasione per capirne il funzionamento (“fatti non foste a viver come bruti…”)

Dati storici
Prodotta negli anni 1955 – 1956
Stabilimenti RadioMarelli di Sesto San Giovanni (MI)
Prezzo : circa 17000 Lire
Super-eterodina a 5 valvole, sintonia a L variabile.
Media frequenza a 455 KHz
Valvole: 12BE6 12BA6 12AT6 50B5 35W4

Lo schema e’ il classico AA5 (All American Five), cosi’ chiamato negli USA perchè impiegava le classiche 5 valvole , con qualche variante nei modelli un po’ piu’ costosi, che adottavano la sintonia a condensatore variabile e l’uso della 12SA7 per la prima valvola (una pentagrid amplificatrice e mixer).

Un’ottima descrizione e storia delle AA5 si trova al link seguente (articolo in inglese):

http://www.wa2ise.com/netcom/AA5%20History.html

La Fido RD155 e’ un apparecchio a sintonia ad induttanza variabile. Questo consentiva di avere costi di produzione e vendita piu’ bassi, oltre ad una maggiore compattezza dell’apparecchio.

Foto della mia RD155

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Ho provveduto a sostituire la funicella di sintonia che era spezzata.

PARTICOLARE DELLA MECCANICA DI SINTONIA A INDUTTANZA VARIABILE
VISTA INTERNA FRONTALE

Da sinistra: Autotrasformatore, sistema sintonia a induttanza variabile, I MF e valvola 12BA6. La pentagrid 12BE6, non visibile in foto, si trova dietro il primo trasfo di MF.
Segue il secondo trasfo di MF, la 12AT6 (amplificatrice e doppio diodo), la 50B5 (tetrodo di potenza audio) e la raddrizzatrice 35W4

Notare l’uso dell’autotrasformatore (in alto a sinistra sulla foto), per le varie tensioni di rete. ATTENZIONE: con l’autotrasformatore il telaio NON e’ isolato dalla rete elettrica.

Nella foto sopra, a destra si vede il generoso trasformatore di uscita per l’ampio altoparlante. La qualita’ dell’audio era considerata importante nei ricevitori dell’epoca.

Restauro

Ho sostituito tutti i vecchi condensatori a carta con gli equivalenti “moderni” in poliestere o ceramici.
Per il restaturo dell’elettrolitico di filtro (32 + 50 uF, 200V) ho svuotato quello originale e all’interno ho posto due moderni elettrolitici in alluminio da 47 + 47 uF, 200V.

Correzione alla figura dello schematico del FIDO Radiomarelli: sebbene molto simile, lo schematico del FIDO RD155X (la radio in mio possesso) e’ leggermente diverso. Qui sotto ho postato lo schema del RD155X. Notare che le valvole impiegate sono diverse.

Altra versione dello schema:

Schema del persorso della funicella di sintonia del 155X

Accordatore d’antenna

Un discreto accordatore, che regga almeno fino a 500W adattando ROS (SWR) elevati, specialmente se di basso valore ohmico, ha un costo che supera tranquillamente i 300 Euro, nuovo.

Anni fa usavo esclusivamente i 100 W della radio, e nonostante cio’ a volte l’accordatore interno stentava a trovare l’accordo. Non e’ comunque una buona pratica poiche’, in tali condizioni, le sovratensioni che si vengono a creare sui componenti dell’accordatore della radio possono danneggiare i componenti, o, comunque, provocare archi.

Ecco quindi che ho avuto l’dea di costruirmene uno, con componenti acquistabili nelle fiere o, al limite, sui siti di aste on line.

Ho scelto la struttura (topologia) C-L-C a T.

Ffoto della prima realizzazione:

Il contenitore in alluminio ha le dimensioni di 25x5x25 cm. I due condensatori variabili sono della Johnson, con isolamento in ceramica. In particolare il primo a sinistra e di tipo a farfalla. Questa caratteristica avrebbe permesso, volendo, di cambiare la topologia in una …….

L’induttanza variabile e’ l’elemnto piu’ economico (isolamento in bachelite e filo dell’avvolgimento da 1 mm. Comunque adatto a reggere 500W.

particolare dei condensatori e dell’induttanza variabile

In questa prima versione il balun per le linee bifilari era realizzato come voltage balun 4:1 su toroide T200-6. Questa scelta “economica” non mi ha mai convinto del tutto, e nella seconda versione l’ho sostituito con un current balun 1:1 su FT240-43. Inoltre,nella seconda versione ho sostituito l’induttore con uno piu’ piccolo ma con il corpo ceramico e filo di sezione maggiore.

Ffoto della seconda realizzazione

particolare del piano in plexiglass su cui sono montati i componenti e che poggia su quattro piedini in gomma ancorati al fondo del contenitore metallico


Schema elettrico

La QSL – Cartolina di conferma

La cartolina di conferma, in codice Q “QSL”, e’, a mio parere, uno degli oggetti speciali del fare radio.

Anni fa, parlando con degli amici dell’hobby della radio, ad un certo punto mi venne fatta la classica e ineludibile domanda: “ma….di cosa parlate in radio?” .

Per chi non ha la passione della radio rimane difficile comprendere il fascino di questo hobby.
Ma, quando mostrai loro alcune delle cartoline QSL che avevo ricevuto da vari paesi del mondo (ovviamente le piu’ belle, hi hi), ecco che arrivarono da parte loro espressioni di meraviglia e di sincera curiosità.Tutti apprezzarono questo aspetto del fare radio…

Al giorno d’oggi, l’uso di scambiarsi la QSL cartacea e’ in buona parte piu’ ridotto rispetto a un tempo. Sara’ forse per i costi da sostenere? Parafrasando un noto personaggio direi….”francamente non credo”!


Anche in questo caso il computer e particolarmente Internet hanno modificato questa bella abitudine :

“The final courtesy of a QSO is the QSL”

Il magico mondo della Il magico mondo della QSL di carta e’ stato in buona parte soppiantato dalle eQSL, le cartoline elettroniche, che comunque hanno il vantaggio della velocita’.

Necessita’ di fare in fretta? Forse. Se ascoltate molti dei QSO di oggi, sentirete :
“CQ CQ de XYZ……… QRZ? 59 Thank you 73. QRZ?”

E la cosa finisce li. E spesso il 59 non e’ veramente 59, ma …. who cares? A chi importa?


Le e-QSL

Dicevo prima che le e-QSL hanno mantenuto l’idea della “cartolina”, almeno per quanto riguarda il fatto di confermare il QSO con la data e il rapporto di segnale.

Ma, anche in questo caso, come per le QSL di carta, molte e-QSL sono, a mio gusto, davvero ANONIME, perche’ prendono come modello quelle gia’ preparate dal sito.
Pero’ e’ possibile personalizzarle, purche si paghi una sorta di “quota di socio speciale”, ad un prezzo che rimane, a mio parere, abbastanza contenuto.

Per vedere la galleria delle e-QSL che ho ricevuto, vai alla pagina : GALLERIA E-QSL

Le QSL tradizionali

La soddisfazione di ricevere una QSL cartacea si puo’ paragonare alla sorpresa di ricevere una lettera da un vecchio amico. Un saluto da un paese lontano ma anche da una localita’ a noi vicina. E’ la stretta di mano di due amici che non si sono incontrati di persona, ma e’ come se si fossero conosciuti.

Il retro della QSL di KP4EU, Angel, con i dati del QSO

Un libro da leggere sulle QSL: “Una vita da HAM – radioamatore”,
acquistabile su internet.

Una raccolta di QSL cartacee a conferma di QSO effettuati e’ visibile nella pagina: Paper QSL : QUI

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