Una antenna per auto HF, VHF, UHF con radiatori intercambiabili

La sfida dell'autocostruzione consiste nel riuscire a realizzare ciò che serve sfruttando al massimo il materiale di cui si dispone, sia esso «di recupero» o proveniente da altri progetti a volte molto diversi da quello in fase di realizzazione.

Anche le stesse idee di costruzione possono provenire da personali elucubrazioni o da discorsi intrapresi con amici, di persona o via chat... o anche da QSO fatti in frequenza.

Sia come sia, per questo progetto ho preso spunto da una antenna veicolare multibanda costruita dall'amico Saverio, IK7IWF... cioè, sostanzialmente, l'idea di base è poter cambiare stilo a seconda della frequenza su cui si vuol trasmettere dalla macchina, realizzando un sistema di aggancio che fosse possibile montare e smontare con facilità.

Recuperare ciò che si trova in garage

Molti anni fa, parliamo di un periodo tra la fine deglio anni 80 ed i 90, avevo montato in auto un centrotetto Sigma ed utilizzavo prevalentemente due radiatori per le bande dei 2 metri e 70 centimetri.

Si trattava di un "stilo radiante" corto, in configurazione quarto d'onda per i 144 Mhz (e 5/8 per i 430 Mhz), ed un elemento radiante in acciaio con bobina di accordo alla base (un «mollone»), in configurazione 5/8 d'onda per la banda dei due metri.

Vendute le vecchie auto, ho dato via con loro anche il centrotetto: pertanto, mi restavano i radiatori ma non gli agganci per il tetto della vettura. Inoltre l'auto che uso, e che avevo intenzione di dotare di radio, ha, vicino al portellone posteriore, l'antenna della radio FM e presenta le predisposizioni per le barre portatutto della casa costruttrice.

Ho pensato di sfruttare questi agganci (si tratta di un bullone saldato sulla carrozzeria per chiave 13) realizzando un sistema costituito da due parti: una parte fissa, ancorata al tetto, ed una mobile, una specie di «slitta», realizzata con un pezzo di tubo quadro di alluminio da 30 mm per lato, in grado di ospitare l'aggancio dello stilo ed i collegamenti elettrici mediante uno spezzone, abbastanza lungo, di cavo RG-58.

Gli agganci Sigma per il tetto delle auto si trovano con facilità ma sono leggermente più grandi dei 30 mm del mio quadrello: pertanto, ho deciso di costruirlo da me sfruttando un aggancio simile, recuperato da una vecchia antenna CB ed un pezzetto di tubo di PVC nero molto robusto, ricevuto in dono da un amico. Ho anche usato un pezzo di tubo di nylon ed un «rondellone» di PVC blu realizzato scaldando e raddrizzando il tubo per impianti idraulici; infatti, basta scaldare il PVC con una pistola termica e lo si può modellare come meglio si vuole:

Il rondellone di PVC permette di "imitare" il sistema di collegamento adottato da Sigma; per i contatti ho usato due pezzi di lamiera tratti da uno spezzone di tubo in ottone cromato usato in idraulica; il lato non cromato del tubo si salda benissimo a stagno, garantendo un perfetto contatto elettrico.

La slitta

Come anticipato, il sistema è diviso in due parti: un pezzo resta attaccato al tetto mediante un bullone a testa cava esagonale; su di esso, spuntano due teste di viti da 3 mm che tengono in sede la piastra di alluminio del porta-slitta ma sporgono per serrare la slitta mediante i due «buchi a chiave», sistema di blocco da me spesso usato per le staffe autocostruite delle mie radio. Ho anche previsto un sistema di blocco elastico per evitare che le vibrazioni della vettura in movimento e della stessa antenna col vento facciano sganciare la slitta... Hai visto mai che, a 100 all'ora, perdi l'antenna che ti trascini per qualche Km sull'asfalto prima di accorgertene?

Nelle foto si vede il pezzo di acciaio elastico usato per il blocco (una "fettuccina" proveniente dall'anima rigida del gommino di un tergicristallo per auto), i due chiodini «rivettati» su di esso ed il chiodino di blocco che spunta da un piccolo foro sul porta-slitta.

Le prove con l'analizzatore

Come annunciato poco fa, il sistema prevede diversi radiatori, che possono essere autocostruiti o di recupero.

Per primo, ho testato il quartino d'onda sui due metri: ROS 1:4 su tutta la banda; ho anche montato il radiatore 5/8 per i 144 ed il ROS è addirittura minore. A ciò si aggiunge la piacevole sorpresa di riscontrare che questo stilo risuona bene anche in 50 Mhz.

Una veloce prova con altri radiatori...

In garage, tra le vecchie cose dismesse, ho anche ritrovato il vecchio radiatore caricato di un'antenna veicolare per i 27 Mhz: si tratta una antenna della Sirtel (da me acquistata intorno al 1985... come passa il tempo), dalla cui base proveniva l'aggancio «a molla» usato per realizzare la mia antenna 5/8 d'onda per i due metri. La piacevole sorpresa è stata scoprire che l'antenna, da sola, è risuonante intorno a 28.060 Mhz! Non solo: la parte terminale è cava e, allungando il radiatore di altri 30 cm, la frequenza di risonanza si abbassa sino alla banda dei 17 metri! Davvero niente male...

Pertanto, ho recuperato da una vecchia radiolina FM una piccola antenna telescopica; entra con sforzo minimo nella parte finale del radiatore: ora, variando la lunghezza dello stilo mediante gli spezzoni telescopici, posso sintonizzare tutte le bande tra 18 e 30 Mhz, usando, in questo modo, un solo elemento radiante di dimensioni contenute e capace di stare nel baule della macchina senza particolari problemi.

Adesso non mi resta che fare qualche test in più con l'analizzatore per stabilire in che modo «allungare» l'antenna per usarla sulle varie bande radioamatoriali...

Come dicono quelli bravi: stay tuned, anche perché questa pagina sarà aggiornata con le novità successive che riguardano questa realizzazione.

Un primo radiatore: 12, 11 e 10 metri

Qualche giorno fa, sono andato a trovare Saverio a casa per sistemare alcuni problemi su un apparato. Quando stavo per andar via, ricevo in dono un vecchio mollone con lo stesso aggancio Sigma piccolo... Inutile dire che il dono è stato ben gradito e mi ha permesso di recuperare una PLC-100 che usavo all'inizio degli anni 80 sulla vecchia 500 «Bianchina» (sì, proprio come quella del famoso ragionier Ugo Fantozzi ).

In realtà, questa antenna, fu uno dei primi acquisti non appena ebbi la possibilità di guidare: comprai, infatti, un attacco a gronda ed una bella antenna per la 27. Purtroppo, lasciata la macchina in paese per una festa locale, la ritrovai con una spiacevole sorpresa: qualche deficiente, probabilmente un ubriaco o drogato, un reietto della società ed inutile peso della stessa, aveva afferrato l'attacco a gronda spezzandolo e rovinando anche la carrozzeria della macchina... Questo mi portò a non usare più la radio in macchina ed a mettere definitivamente da parte il radiatore (oramai senza base) che mi era rimasto...

Quello stesso radiatore che oggi, con una piccola modifica, ho montato sull'aggancio ricevuto da Saverio, esattamente come si vede nella foto che segue:

Ho rimosso la piccola barra filettata da 4 mm in testa al radiatore, sostituendola con due pezzi di alluminio con vite da 4 mm pretarati sulle frequenze di mio interesse; dato che non costava nulla farlo, pur non usandola, ho previsto un elemento di taratura anche per il centro banda della 27 Mhz.

In questo modo basta abbassare l'antenna ed avvitare il pezzo che serve per portare il radiatore in risonanza sulle bande che interessano, con pochissima fatica. L'ampiezza di banda ottenuta è di 600 Khz in 27 e 28 e tutta la banda dei 12 metri con 1.5 di ROS:

Questa antenna è costituita da due conduttori avvolti a spirale su un'anima di vetroresina: presenta una certa resistenza all'irradiazione che si traduce in un ROS piuttosto difficile da governare, anche perché parrebbe non gradire l'eccessiva distanza tra il radiatore e il «ground», costituito dal corpo metallico della vettura; tuttavia era nota, negli anni d'oro della Banda Cittadina, per il suo buon guadagno.

Un secondo radiatore: 12, 15, 17 e 20 metri

Finalmente, in un giorno di inizio primavera del 2023, un po` di tempo libero mi permette di configurare definitivamente il secondo radiatore, quello della mia antenna CB Sirtel acquistata nel 1986. Si tratta di un radiatore piccolo, caricato e privo di qualsiasi possibilità di accordo ma provvisto della parte finale cava che ospita benissimo il tubolare di alluminio anodizzato da 6 mm di diametro.

Tra l'altro, l'interno del tubo da 6 mm di alluminio è meno di 4 mm: questo mi ha permesso di filettare il tubo ed il successivo innesto da 4 mm per unire saldamente insieme gli spezzoni, in modo da usare il pezzo della banda superiore con un «allungo» per farlo risuonare sulla banda inferiore... provo a spiegarmi meglio.

L'antenna, montata adesso sul solito «mollone» usato per la precedente, risuona in 27 Mhz (risulta, infatti, allungata rispetto alle precedenti prove) e, non avendo intenzione di accorciarla per portarla in 28, non mi resta che allungarla definitivamente per farla risuonare in 24 MHz. Ho, quindi, innestato in essa un primo pezzo da 19 cm di tubo di alluminio da 6 mm; successivamente, per farla risuonare in 21 MHz, al pezzo da 19 cm ho innestato, con un sistema a vite, un ulteriore pezzo da 25 cm da 4 mm di diametro. Pertanto, due pezzi, due bande.

Ecco la configurazione dell'antenna per i 24 MHz (Banda dei 12 metri, 100 Khz a disposizione dei Radioamatori):

Ed ecco la configurazione per ottenere la risonanza in 15 metri (da 21 a 21.450 MHz):

Per i 18 MHz, non disponendo di un tubicino abbastanza lungo, ho filettato quello che avevo da 72 cm, allungandolo con un ulteriore pezzetto filettato da 4 mm lungo 2 cm; sullo stesso tubo da 72 cm, rimosso lo spezzone da 2 cm, ho aggiunto un ulteriore pezzo filettato da 74 cm che mi abbassa ulteriormente la risonanza ai 20 metri: pertanto, tre pezzi da innestare per 2 ulteriori bande:

Mentre, per i 20 metri, l'antenna si presenta con questa configurazione:

L'antenna è estremamente facile da trasportare: esclusa la base a molla su cui è avvitata, smontata, non è più lunga di 83 cm: questa caratteristica la rende facile da trasportare ma, anche, facile da montare, non avendo bisogno di alcun attrezzo. Adesso non resta che provare a trasmettere e verificare se, oltre ai buoni livelli di ROS presenta anche una buona capacità radiante.

La prima verifica del sistema

Il sabato prima di Pasqua 2023, approfittando dell'unico momento di meteo favorevole del lungo fine settimana, mi son recato su uno dei luoghi più alti del mio QTH, a ben 160 metri sul livello del mare: di fronte a me, a una decina di Km e su quella che, comunemente è chiamata la «Serra dei Quattro Comuni», Saverio IK7IWF con la sua auto per verificare il proprio sistema, aiutato da Adelino IU7LQP.

L'attrezzatura di test era costituita da due batterie da 18 A/h provenienti da un vecchio UPS, un IC-706MK2G e i diversi radiatori, dai 2 metri ai 20 metri.

Nessun problema con il quarto d'onda per i 144: ottima ricezione e, addirittura, in talune condizioni, segnali migliori rispetto ai 5/8. In 50 Mhz, con il radiatore da 5/8 per i due metri (e risuonante anche in 6 metri), ho avuto segnali oltre il nove con la stazione mobile di Saverio e con la stazione fissa di Fabio, IU7QCI; purtroppo, nessun E-sporadico in 6 metri

I 10 metri, invece, mi hanno riservato una spiacevole sorpresa: la PLC-100, pur con un ROS accettabile riscontrato dall'analizzatore, era lunga e risultava accordata, secondo la radio, su 28.030: pertanto, tutto da rifare per 28 e 27...

Al contrario, lo stilo Sirtel, con i vari elementi di allungo, ha funzionato benissimo e come mi aspettavo dai 12 ai 20 metri, permettendomi, con appena 5 watts (sì, le batterie non reggevano il carico, purtroppo...) di collegare Russia e Inghilterra in 17 e 20 metri. Un pochino più bassi e con pile-up alcune stazioni in 15 e 17 metri dagli Stati Uniti...

QSO effettuati da mobile, in SSB e con 5 Watt, il 08/04/2023:
QRZ	Nome	Banda	Modo	RST	Entità DXCC
M0PTA		15M	SSB	55	England
RM2D	Mats	17M	SSB	59	Russia (European)

Niente male, dunque, come primo test sul campo...

Ulteriori verifiche...

«Mangiando vien l'appetito...» dice un vecchio adagio. E così in preda ad una discreta fame (per la banda dei 30 metri) eccomi ad aggiungere un ulteriore pezzo all'antenna.

Purtroppo, in questa configurazione, l'antenna è troppo lunga ed un colpo di vento me la abbatte

Dopo la caduta, l'accordo non c'è più e la stessa antenna, da sola, risuona a 29.030... Cosa è potuto succedere?

L'ho scoperto il sabato mattina successivo: in pratica, il contatto sulla carrozzeria non era particolarmente efficiente, dato che la maggior parte del reggi-slitta è realizzato in plastica. Ho risolto usando un contatto ottenuto con un pezzo di lamiera di alluminio (presa da un barattolo di bibita gassata) che ha permesso di migliorare il contatto di massa.

Ora tutto è tornato come prima e gli accordi sono gli stessi: mi mancano i 28 ed i 27 Mhz sul radiatore della Sirtel...

I 27 Mhz? Perché no?

Visto che il radiatore PLC tarato in 24, 27 e 28 Mhz non ha dato i risultati sperati, ho migliorato l'accordo dello stilo Sirtel sulla Banda CB: è bastato un pezzo di tubo da 6 mm avanzato ed il pezzetto di tondino da 4 mm che uso per migliorare l'accordo sulla banda dei 17 metri.

Alla fine, avere una banda in più in mobile, può sempre far comodo...

Alcuni aggiustamenti per completare l'antenna

Un'antenna veicolare è destinata ad essere lasciata nel bagagliaio dell'auto; i vari pezzi del radiatore ed i componenti del kit possono dare intralcio durante il carico di altro materiale nella vettura (ad esempio, la spesa, le cassette di acqua o altri oggetti pesanti) che potrebbe danneggiare o piegare gli elementi. Anche i vari altri pezzi (il mollone, la slitta, la chiave per stringere la brugola...) non possono stare sparpagliati nel bagagliaio...

Ecco che ho provveduto a completare il Kit con un borsellino in tela (ehm, no: questo non l'ho fatto io...) ed un tubo in PVC (quello per impianti elettrici) di appena 85 CM per contenere i vari elementi: due tappi ne impediscono la fuoriuscita; il Kit completo è nella foto di testa di questa pagina.

Infine, mi serviva un sistema per «bloccare» gli elementi da innestare sul radiatore Sirtel che, durante le prove erano semplicemente inseriti, approfittando del fatto che il tubino di alluminio da 6 mm entrava perfettamente nel tubo di ottone dell'antenna.

Pertanto, ho modificato un dado per chiave da 13 mm in acciaio rimuovendo il filo interno con punta da 8 mm, forandolo e filettandolo per una vite da 3 ma; ho preso una vitina un pochino più lunga per poter agevolmente stringere a mano senza far ricorso ad alcun attrezzo; Inoltre ho bucato la guaina nera ed il tubo di ottone con un foro da 3 mm per far passare la vite della strettoia e tenere in sede l'innesto. Le dimensioni della strettoia dovrebbero essere irrilevanti per gli accordi ottenuti...

La foto spiega meglio il lavoro di completamento fatto... ora, con questa strettoia, posso anche migliorare l'accordo potendo far uscire l'innesto e bloccarlo alla posizione necessaria, allungando l'antenna per migliorare l'accordo ad inizio della banda (parte dedicata alle trasmissioni in CW).

In conclusione

Sinora (ho cominciato questo progetto nel mese di marzo 2023) ho fatto pochissimi test di trasmissione dalla macchina con la nuova antenna autocostruita; in realtà un brevissimo QSO via ponte ripetitore usando il mio FT-212RH e lo stilo 5/8 per i 144 Mhz... niente di eccezionale, dunque.

Sono anche consapevole che un conto è avere un ROS basso ed un altro conto è avere un buon sistema radiante: questo si potrà capire usando la radio in auto sulle varie bande, magari durante le attivazioni condotte dal nostro RPS DX TEAM... solo così scopriremo se l'antenna con radiatori intercambiabili e base autocostruita è un buon sistema radiante o un semplice... carico fittizio