IK7XJA, HAM Radio Station from Salento, South-East Italy

Cercavo, ormai da tempo, un'antenna verticale per le bande basse, pur essendo convinto che un dipolo, a quelle frequenze, fa già bene il suo lavoro... ma stendere due bracci lunghi 20 metri per gli 80 metri ed altrettanti da 40 metri ognuno per i 160 richiedeva uno spazio che, nel mio giardino proprio non c'era...

E così, googlando in lungo ed in largo nel mare magnum della rete son venuti fuori progetti e modifiche che riguardano una signora antenna: la Butternut HF-2V dove il "due" sta a significare, immagino, la sua essenza "bibanda".

Il lungo stilo, completato da due bobine ed un condensatore alla base, permette di sintonizzare le due bande dei 40 e 80 metri e, con un apposito kit, si può aggiungere anche la banda top dei 160 metri, realizzando, di fatto, una tribanda.

Era proprio l'antenna che stavo cercando ed i tanti progetti, alcuni dei quali molto ben dettagliati, mi facevano capire che non era qualcosa di difficile da realizzare... O almeno, l'unica difficoltà era trovare l'alluminio delle sezioni corrette in modo che fossero facilmente inseribili una dentro l'altra.

Alluminio che, alla fine, non ho trovato e, per contenere i costi, ho usato qualcosa di sezioni che già possedevo, integrando ciò che mi mancava. Tra le cose acquistate certamente il grosso condensatore ed il filo di alluminio per avvolgere le bobine.

Come funziona questa antenna

La Butternut HF-2V presenta, nella sua configurazione base (senza il kit per i 160 metri), due grandi bobine per i 40 ed gli 80 metri che "caricano" questa antenna, permettendo di avere un tubo di alluminio più corto del necessario; il grosso condensatore, con la radiofrequenza, funge da interruttore: sui 7 Mhz viene visto come un contatto chiuso che "cortocircuita" la bobina degli 80 metri grazie ad una "fettuccia" di alluminio posta tra condensatore e parte bassa della stessa. Al contrario, in 80 metri, il condensatore è visto come un interruttore aperto e le due bobine risultano collegate in serie, permettendo di "caricare" lo stilo per la frequenza più bassa.
Volendo raccontare le stesse cose in altre parole, possiamo tranquillamente dire che, in 80 metri, l'antenna è un circuito LC in parallelo sintonizzato per produrre la reattanza induttiva richiesta per la risonanza dell'antenna a 3.600 kHz

Tutto sommato, niente di complicato... a parte la reperibilità dei materiali.

L'antenna presenta una corta base, costituita da un tubo connesso allo stilo mediante un tubo isolante; a sua volta, la base, è collegata allo stilo mediante una bobina in filo di rame che rende "cortocircuitata verso massa" questa antenna; un ulteriore isolante è posto tra i due pezzi di tubo "avvolti" dalle due bobine di carica.

Materiali usati.

Cominciano qui le note dolenti. Spesso non si trova ciò che serve e bisogna arrangiarsi anche se, "arrangiarsi", spesso, fa anche risparmiare.

Un problema, ricordo, sono stati i due isolatori. Dove trovare qualcosa che reggesse il peso di tubi di alluminio da 2 mm di spessore senza rompersi al primo tentativo di innalzare lo stilo?

L'idea mi venne quando vidi il post dell'amico Francesco IU7OTR che, per le basi delle proprie antenne, si vantava del fatto d'aver acquistato degli spezzoni di robusto tubo di vetroresina proveniente dal surplus militare... Un colpo di chat in Whatsup ed uno di quei tubi da un metro e con diametro di poco più di 36 mm arrivò a casa mia... Avere amici che trafficano con le autocostruzioni giova sempre

Quel tubo in vetroresina è davvero robusto. Ma, volendo renderlo ancor più resistente, ho inserito al suo interno una barra di PVC pieno da 25 mm, affogandola nel tubo con abbondante silicone: l'anima interna, isolante, impedirà al tubo di vetroresina di schiacciarsi e rompersi se piegato.

Come tubo per la base dell'antenna, ora la scelta era obbligata verso un tubolare in alluminio da 40 mm di diametro esterno, spessore 2mm e 36 mm di diametro interno. E qui nasce il primo problema...

Il tubo militare isolante è "leggermente" più spesso di 36 mm: è necessario tanto, ma tanto, olio di gomito e carta abrasiva per ridurne il diametro di quel poco che serve per farlo calzare nel tubo... Dopo un lavoro molto lungo, la base è finalmente pronta ed i due tubi isolanti (uno da 40 cm e l'altro da 60) calzano benissimo all'interno del poderoso tubo di alluminio.

L'antenna si preannuncia molto più robusta (e pesante) dell'originale commerciale...

Le bobine

Seconda nota dolente: come fare le tre bobine?

Per la più piccola, quella di cortocircuito in rame, ho rapidamente risolto con un trefolo da 2 mm di un grosso cavo di massa che, mesi prima, avevo trovato abbandonato per strada da parte di qualche operaio ENEL... La sua lunghezza era più che sufficiente per avvolgere le spire necessarie intorno ad uno spezzone tubo di alluminio da 35 mm, temporaneamente usato come sostegno. Ho anche realizzato degli agganci ad hoc per collegarla alle due parti dell'antenna.

Ma per quelle di alluminio?

Prima di tutto, non va bene il profilato di alluminio da 5 o 6 mm: è difficile da piegare e, se ci si riesce, alla fine, si avranno delle molle e non delle bobine. Il miglior materiale è il filo cotto di alluminio: io ho usato quello da 5 mm. Per avvolgerlo, ho comprato un tubo di PVC per edilizia da 80 mm e l'ho usato per avvolgere, pazientemente, il filo secondo il numero di spire necessario.

Alla fine del lavoro, ho anche realizzato dei morsetti da sistemare su uno spezzone di filo di rame per il cortocircuito di accordo, che ho posizionato, ad occhio, sulla prima spira: soluzione azzeccata che non ho avuto necessità di spostare in seguito.

Il condensatore

Il condensatore usato è di produzione estera con viti di serraggio a passo metrico (e non con passo imperiale, come spesso accade...). Ho usato viti adeguate in acciaio, dato che è necessario che tutto sia alla mercé degli agenti atmosferici. Anzi, per tutte le viti ho usato solo acciaio inox, in modo da garantire la massima resistenza alle ossidazioni. Un grazie all'amico Luca IK5HHA per i consigli e la disponibilità per reperire il filo cotto di alluminio ed il condensatore da 200pF e ben 15 Kv che permette di sopportare potenze significative.

Ed ora, i tubi!

Finalmente, risolti i vari problemi della base, posso pensare allo stilo. Dai 36 mm interni del primo tubo, sono andato a scalare: 35, 30, 25, 20 e 15, tutti perfettamente innestabili con un piccolo gioco e dello spessore di 2 mm. Robusti e, purtroppo, pesanti. Ho realizzato lo stilo un pochino più lungo del necessario (se necessario, avrei spostato il ponticello sulle bobine).

Infine... il montaggio

La mia antenna, clone della famosa Butternut HF-2V, adesso era, finalmente, pronta. Un ringraziamento speciale anche all'amico Mauro I7OEB che, gentilmente, mi ha fornito copia del manuale di istruzioni e montaggio della sua antenna originale e mi ha permesso di fare foto e prendere appunti della sua installazione.

È bene, comunque, ricordare, che ogni installazione è diversa dalle altre.

Ma, ora, restava un problema: dove montare questo tubo lungo più 10 di metri? Certamente, dato il suo peso e la presenza dei due tratti isolati (seppur robusti) doveva anche essere adeguatamente controventato.

Una prima idea era quella di montarlo sul terrazzo, al centro ed ancorare i controventi di nylon ad apposite tenute sul muro. Ma, considerando anche la presenza dei radiali, avrei dovuto alzare l'antenna più in alto dello stesso muro: avevo, infatti, preparato un palo di 2 metri da aggiungere alla base che avrebbe portato la lunghezza totale a quasi 13 metri! Improponibile, pertanto, il montaggio in terrazzo.

Pensa e ripensa, la scelta cade, infine, sul giardino, esattamente dove, sino a pochi anni prima, avevo montato uno stilo risonante sui 30 metri. Proprio lì, era ancora superstite il tubo interrato usato come base, anche lui di 35 mm di diametro: per l'incastro, ho usato un pezzo di tubo da 30 mm che permette al tubo di 2 metri della base e di 35 mm di raccordarsi a quello interrato. I muri perimetrali e la presenza di molti "appigli" hanno reso più facile innalzare e controventare l'antenna.

Il collegamento allo shack

Per il collegamento, ho portato su, nello shack, un cavo collegato all'SO239 dell'antenna: ho usato il tubo di scolo dell'acqua piovana per portarlo in terrazza e, da lì, scendere in stazione: non volendo comprarlo nuovo, ho usato un cavo già in mio possesso e non più utilizzato, giacente in garage da anni: un pesante RG213 doppia calza in rame che usavo, negli anni 90, per il traffico in 430 Mhz. Un cavo simile, in 80 metri, è spropositato... ma era lì, e moriva d'inedia: perché non usarlo?

Dal giardino allo shack oltre 30 metri di cavo! Ma la perdita irrisoria indotta da questo tipo di cavo, mi garantisce che non sia disperso neanche un Db!

I Radiali

Ultima nota dolente: i radiali.

Come tutte le GP, anche questa non gradisce l'assenza del piano di terra. Anzi, l'antenna è posizionata a oltre 2,5 metri sopra il giardino, in modo da lasciare la terra disponibile per piante ed eventuali coltivazioni: i radiali "corrono" a 2,5 di altezza dal suolo e non danno alcun fastidio a chi passa sotto.

Ho cominciato con due soli radiali: uno per i 40 ed uno per gli 80. Quello per gli 80 parte dritto, arriva al muro e fa uno stretto angolo per perdersi un un cespuglio di lentisco nato spontaneamente lungo il muro perimetrale. Quello dei 40 è dritto come un fuso e ancorato sotto un albero di pino; entrambi fanno un angolo di 90 gradi con lo stilo. Non posso permettermi di giocare con gli angoli ideali per una GP, purtroppo.

Ed ora, la parola all'analizzatore!

Trepidante, mi reco nello shack e collego al sistema il RigExpert per verificare cosa succede. Ho cominciato la costruzione di questo piccolo mostro nel 2016 ed ho bruciato l'installazione in poche ore. Non ho nessuna speranza che tutto vada per il meglio...

E invece...

E invece, con soltanto due radiali la risposta del mio analizzatore è più che soddisfacente: 1,0 con centro banda a 3,590 e 40 Khz di larghezza di banda con 1,5 agli estremi; in 40 metri, invece, 1.5 scarso di ROS centrobanda a 7,030 e larghezza di quasi 100 Khz! Buono ma migliorabile!

Incoraggiato, ho aggiunto un altro radiale per i 40 metri: la larghezza di banda è aumentata su entrambe le frequenze ma con 1,2 minimo di ROS. Per farlo scendere, ho usato un ulteriore radiale da 5 metri (residuo di una verticale per i 20 metri); il trucco ha funzionato: ROS a poco più di 1,1 e niente che un colpo di accordatore non sistemi...

L'antenna è perfettamente utilizzabile in 40 ed 80 metri e, dai test eseguiti, promette molto bene! Le foto a corredo di questa pagina forniscono alcuni dettagli costruttivi; i vari progetti, da me visionati, sono facilmente reperibili in rete.

Miglioramento dell'accordo in 80 metri

Con l'accordo così raggiunto, però, il centrobanda con migliore R.O.S. è in una parte della frequenza degli 80 metri dedicata al traffico FT8 ed altri sistemi digitali. Diventa necessario spostarlo un pochino più in basso, in modo che sia coerente con la parte della banda dedicata al traffico CW, modo di emissione da me preferito

Avevo lasciato il ponticello alla terzultima spira: non restava che spostarlo e verificare cosa accadeva; senza perdere molto tempo, arrampicatomi con la scala in modo da raggiundere la bobina degli 80 metri, ho portato il ponticello alla penultima spira: l'analizzatore ha mostrato un accordo ben 80 Khz più in basso, esattamente a 3.500 Khz: decisamente troppo!

Comunque, la strada era giusta e se una spira era troppo, mezza spira era sicuramente il giusto: ho spostato il ponticello indietro di mezzo giro. Con questo accorgimento, l'accordo è stato perfetto, e la risposta dell'analizzatore si è dimostrata più che soddisfacente:

Con questo piccolo ritocco posso usare l'antenna senza ricorrere ad un accordatore avendo con ben 60 Khz di larghezza di banda perfettamente utilizzabili: ora non mi resta che il fine tuning anche dei 40 metri, da fare allo stesso modo...

In conclusione...

Pensavo che questa antenna, secondo quanto riferitomi da chi la possiede e da quanto letto in Internet, fosse molto critica: nel mio caso, invece, mi son ritrovato una antenna che ho accordato senza grosse difficoltà. Certamente, l'accordo è migliorabile ma, in questo caso, credo che l'accordo dipenda molto dalla parte di banda che interessa o dal tipo di traffico che si fa.

Per il futuro, conto di aggiungere un secondo radiale filare per gli 80 metri e, certamente, il centrobanda subirà alcune variazioni: vedremo...

Altre precisazioni (Giugno 2021)

Devo dire che molte sono state le domande in merito a questo progetto: cosa, per me, lusinghiera ma soprattutto sono contento d'aver destato interesse e curiosità intorno a questo progetto.

Riporto qui alcune delle domande ricevute, in modo che le risposte possano servire anche ad altri per intraprendere la realizzazione di questa antenna.

Materiale da usare

La prima delle domande è certamente quella che riguarda il materiale. Oltre all'alluminio, è possibile usare il rame? La risposta non può essere che positiva anche se è necessario sottolineare che il rame è più morbido dell'alluminio (quindi, tende a piegarsi), più pesante ed anche più costoso. Inoltre, si ossida più facilmente e vistosamente: quindi... meglio l'alluminio

Lunghezza di bobine e tubi...

Tali lunghezze non sono critiche: se l'antenna è lunga, si cortocircuita qualche spira col ponticello sulle bobine... se le spire sono troppe, la soluzione resta la stessa: si cortocircuita qualche spira con il ponticello sulle bobine...

Come unire i tubi...

Partendo dalla dimensione dell'isolatore, è necessario trovare il tubo al cui interno esso possa scorrere; successivamente, si usano le sezioni che consentano un agevole inserimento "a cannocchiale". Partendo dal tubo di alluminio da 40 mm con 2 mm di spessore, a scalare, è necessario usare il 35 mm, il 30 mm, il 25 mm ed il 20 mm, tutti con spessore da 2mm. Se si hanno a disposizione spessori inferiori per i tubi più piccoli è certamente meglio, in quanto la struttura sarebbe più leggera.

Per unirli, non bastano i quattro tagli ortogonali e stringere con una "cravatta": a lungo andare, con gli scossoni del vento ed i movimenti a cui è sottoposta l'antenna, uno dei tubi più piccoli potrebbe scivolare in quello più grande.

Pertanto, ho optato che serrare i tubi con viti e dadi passanti e lasciare la "cravatta" sull'ultimo spezzone, che mi consente di effettuare, anche lì, un accordo, allungando o accorciando lo stilo.

Ovviamente, in caso di dubbi, inviatemi una mail: sarò lieto di rispondere.