Spesso si tende a dare grande attenzione alla potenza del trasmettitore, ai ricevitori sempre più sensibili o ad apparati tecnologicamente avanzati. Tuttavia,come ogni radioamatore sa bene, il vero cuore di ogni stazione radio, l’elemento che più di ogni altro determina l’efficacia dell’impianto, resta l’antenna.
Un buon sistema d’antenna può fare la differenza tra un segnale che viaggia per migliaia di chilometri e uno che si perde nel rumore di fondo. Anche con potenze modeste, un’antenna ben progettata e correttamente installata può garantire risultati sorprendenti.

HF

Le bande HF (da 3 a 30 MHz) sono il campo d’azione più affascinante del radiantismo, fosse solo per il fatto che è la gamma di frequenza in cui è possibile realizzare collegamenti con tutto il mondo. Su queste frequenze convivono teoria, manualità – e tanta esperienza, che nasce dalla sperimentazione. La mia esperienza mi porta a pensare che non esista “l’antenna migliore in assoluto”, ma quella giusta per il tuo spazio, il tuo obiettivo e la tua voglia di sperimentare. Resa e rendimento di una antenna dipendono in maniera significativa dalle caratteristiche dell’ambiente in cui sono installate.

Le antenne, per funzionare in modo efficace, devono essere risonanti sulle frequenze per cui vengono utilizzate: solo così riescono a trasferire la massima energia dal trasmettitore all’etere e viceversa.
Nel caso delle bande amatoriali, che coprono praticamente tutto lo spettro delle HF, questo significa che in linea di principio servirebbe un’antenna dedicata per ogni banda, perché ciascuna ha una lunghezza d’onda diversa e quindi richiede una dimensione specifica dell’elemento radiante. La soluzione più semplice sarebbe quella di installare un dipolo per ogni banda, garantendo così la risonanza perfetta su ciascuna frequenza. Tuttavia, questa scelta comporta un problema pratico: lo spazio necessario diventa enorme e difficilmente gestibile in una stazione domestica.
Per questo motivo si ricorre a compromessi, realizzando antenne multibanda che, grazie a particolari accorgimenti costruttivi o all’uso di trappole e sistemi di accordo, riescono a coprire più bande con un’unica struttura.
In questo modo si riduce l’ingombro e si mantiene una buona efficienza operativa, pur accettando qualche limite rispetto alla soluzione ideale di un’antenna dedicata per ogni banda.

Filari

Se si ha sufficiente spazio a disposizione, una soluzione semplice è quella di usare delle antenne filari. Come dice il nome sono realizzate con un filo elettrico di sezione adeguata (almeno 1.5mmq). La conducibilità del materiale è importante, perchè incide sull’efficienza dell’antenna. Per le antenne filari va benissimo il rame, meno bene l’alluminio, mentre l’acciaio è da evitare.
Questo conduttore è posizionato nello spazio in modo da favorire la radiazione elettromagnetica. Questa semplicità è la loro forza. Non richiedono strutture rigide, non impongono geometrie fisse, non pretendono installazioni complesse.
Sono antenne che si piegano alla realtà, non il contrario.

Adattabilità geometrica

Una filare può essere:

• tesa orizzontalmente
• inclinata
• piegata a L, a V, a U
• fatta correre lungo un muro
• avvolta parzialmente su supporti
• sospesa tra alberi, pali, balconi

Ogni variazione modifica impedenza, lobi di radiazione e banda passante, ma l’antenna continua a funzionare, spesso con risultati più che dignitosi. Questo permette di sfruttare spazi irregolari, piccoli cortili, tetti complessi o ambienti temporanei.

Modularità intrinseca

Le antenne filari sono “sistemi aperti”: puoi aggiungere o togliere elementi senza stravolgere tutto.

• bobine di carico
• trappole
• choke balun
• trasformatori d’impedenza
• contrappesi
• segmenti aggiuntivi

Ogni intervento è un esperimento controllato. È un approccio didattico e scientifico allo stesso tempo.

Costi minimi, resa massima

Un rotolo di filo elettrico, qualche isolatore e un po’ di cordino: con pochi euro si costruisce un’antenna che può coprire più bande e garantire collegamenti DX. Questo abbassa la soglia d’ingresso e favorisce la sperimentazione continua.

Perfette per installazioni temporanee

Field day, attivazioni portatili, emergenze, contest improvvisati: una filare si installa in pochi minuti e si recupera altrettanto rapidamente. È l’antenna “di fiducia” quando serve essere operativi subito: io nel mio kit per le comunicazioni di emergenza ho due antenne filari di dimensioni diverse.

Tolleranza ai compromessi

Le antenne filari accettano compromessi senza diventare inutilizzabili. Anche quando non si può rispettare la lunghezza ideale o la disposizione ottimale, una filare:

• irradia
• riceve
• permette di comunicare

Ed anche se non sei in condizioni di installarle nelle condizioni ideali, i risultati spesso sorprendono per efficienza e silenziosità.

Una panoramica delle principali antenne

Il dipolo classico è il punto di partenza di quasi tutto. Due bracci simmetrici, alimentazione centrale, lunghezza pari a mezza lunghezza d’onda: è l’antenna che più di tutte rappresenta l’equilibrio tra teoria e pratica. Funziona bene, è prevedibile, ha un’impedenza gestibile e offre un’ottima efficienza. Il suo unico limite è lo spazio: per funzionare al meglio richiede di essere installato in modo abbastanza lineare e con un’altezza adeguata Questo significa che un dipolo per gli 80m è lungo circa 40m.
Se, come è facile, questo tipo di antenna risulta troppo ingombrante, si può ricorrere a filari multibanda. Sono antenne che spesso utilizzano circuiti risonanti – chiamati trappole (trap) – per alterare elettricamente la lunghezza dell’antenna e consentirne la risonanza su più frequenze. Nello schema una antenna classica, la W3DZZ, che funziona su 3.5, 7, 14, 21 e 28 MHz e che può essere facilmente realizzata in casa. Il choke sul punto di alimentazione è  solitamente un semplice tratto di cavo coassiale avvolto in spire in aria (o, meglio ancora, su un toroide), che ha lo scopo di equilibrare il cavo (sbilanciato) al dipolo (bianciato).

Il dipolo può essere montato anche a V invertita: è sostenuto al centro in un punto alto, mentre i bracci scendono verso il basso. Questa geometria lo rende più compatto e più facile da installare, e allo stesso tempo gli conferisce un pattern più vicino all’omnidirezionale. È l’antenna da campo per eccellenza: rapida, efficace, indulgente verso le imperfezioni.

Un’altra antenna filare molto diffusa è la End-Fed Half Wave (EFHW): unisce la risonanza della mezz’onda alla comodità dell’alimentazione all’estremità. Con un trasformatore d’impedenza adeguato, può essere installata in mille modi: tesa, piegata, a L, a zig-zag, lungo un muro. È perfetta per chi ha spazi irregolari o un solo punto di ancoraggio. In più, con trappole o segmenti risonanti, diventa facilmente multibanda. Richiede solo attenzione alle correnti di modo comune, ma per quello è sufficiente installare un buon choke.

La long wire è la filare “di emergenza”, quella che si lancia dalla finestra o si tende tra due alberi quando serve essere in aria subito. Non è risonante, quindi richiede un accordatore e un contrappeso adeguato, ma in cambio offre una flessibilità totale: qualsiasi lunghezza, qualsiasi forma, qualsiasi contesto. Il suo comportamento è meno prevedibile, ma proprio per questo è amata da chi sperimenta e da chi opera in portatile.

Una antenna storica è la G5RV, un dipolo particolare, progettato per funzionare su più bande grazie a una sezione di linea a scaletta (ladder) che funge da adattatore. È un’antenna che ha fatto la storia del radiantismo e che ancora oggi trova spazio in molte installazioni fisse. Le sue varianti, come la ZS6BKW, ne ottimizzano il comportamento su alcune bande. Richiede un po’ di attenzione nella posa della scaletta, ma offre una buona copertura multibanda.

Una variante del diipolo classico è l’Off Center Feed (OCF), che nasce da un’idea semplice: spostare il punto di alimentazione fuori dal centro per sfruttare le armoniche pari e dispari. Con un trasformatore 4:1 o 6:1, diventa un’antenna multibanda molto pratica, capace di coprire diverse frequenze senza trappole. È facile da installare e molto usata nelle stazioni domestiche. L’unico aspetto da gestire è la possibile presenza di correnti di modo comune, ma anche qui un choke risolve.

Meno diffusa in ambito radioamatoriale, ma da tenere sempre presente, è il Terminated Two Wire Folded Dipole (T2FD): è un dipolo ripiegato – due fili paralleli distanziati – alimentato al centro e chiuso con una resistenza al punto opposto. Questo la rende meno efficiente, ma estremamente larga di banda e molto silenziosa in ricezione. Per queste caratteristiche è usata spesso in ambito militare e professionale. Non è piccola, ma è affidabile e prevedibile.

Queste antenne, così diverse tra loro, condividono una stessa anima: la capacità di adattarsi. Il dipolo è la forma pura, la V invertita è la praticità, l’EFHW è la versatilità moderna, la long wire è l’improvvisazione intelligente, la G5RV è la tradizione multibanda, l’OCF è l’ottimizzazione delle armoniche, la T2FD è la stabilità larga banda. Sono tutte risposte a un’unica domanda: come posso far funzionare al meglio un filo nello spazio che ho a disposizione? Ed è proprio questa domanda che rende le antenne filari un terreno fertile per la creatività del radioamatore.

Volumetriche

A differenza delle filari (che si sviluppano principalmente lungo una linea), queste antenne occupano un volume nello spazio, sfruttando superfici, elementi multipli, geometrie tridimensionali o strutture autoportanti.

Se le antenne filari sono il regno della semplicità e dell’adattabilità, le antenne volumetriche rappresentano l’altra faccia del radiantismo: quella della struttura, della geometria controllata, della direttività e dell’ottimizzazione spinta. Sono antenne che non si limitano a “stare nello spazio”, ma lo modellano, lo intercettano, lo sfruttano per concentrare o distribuire l’energia elettromagnetica in modo preciso.

La prima figura che viene in mente è la Yagi, forse l’antenna direttiva più iconica. Con i suoi elementi paralleli – un dipolo attivo, un riflettore e una serie di direttori – rappresenta la capacità del radioamatore di plasmare il campo elettromagnetico. La Yagi non è solo un’antenna: è un progetto ingegneristico in miniatura. Offre guadagno, direttività, rapporto avanti/indietro elevato e una capacità di “bucare il rumore” che la rende insostituibile nei DX. È l’antenna di chi vuole andare lontano e sa dove puntare.

Accanto alla Yagi, ma con una filosofia diversa, troviamo le antenne verticali. Sono antenne che sfruttano la polarizzazione verticale e un piano di terra reale o artificiale. La loro forza è la semplicità operativa unita a un lobo di radiazione basso, ideale per il DX. Una verticale ben installata, con un buon sistema di radiali, è una macchina da collegamenti a lunga distanza. Non richiede rotori, non occupa molto spazio orizzontale e lavora bene anche in ambienti urbani. È l’antenna di chi vuole efficienza e discrezione.
Le antenne verticali sono generalmente multibanda, implementate mediante circuiti risonanti (trappole) e richiedono un opportuno piano di terra, naturale o artificiale.
Esistono anche verticali non risonanti, basate su una antenna verticale relativamente corta (intorno ai 7 metri) e non tagliata per una frequenza specifica. L’alimentazione avviene mediante un trasformatore di impedenza, che permette di ottenere un basso rapporto di onde stazionarie su una banda molto ampia. E’ un approccio che consente di coprire un range molto ampio, spesso da 3.5 MHz fino ai 30 MHz, senza trappole, senza radiali complessi – ma con un buon contrappeso – e senza complicazioni meccaniche. Questa semplicità ha un costo: l’efficienza non è paragonabile a quella di una verticale o di un dipolo risonante. Se sulle bande basse – particolarmente in 80 m – le prestazioni sono modeste, la mia esperienza su quelle più alte è più che positiva: io ne uso una per le bande WARC, ed è testimoniata dai risultati ottenuti. A questa categoria appartiene la Rybakov, più conosciuta coma canna da pesca, dal supporto usato per un pezzo di filo di rame di circa 7.5 metri ed un trasformatore sbilanciato (un-un) con rapporto 4:1 o 9:1 a seconda delle versioni.

Poi c’è un’antenna che sembra uscita da un laboratorio di fisica: la cubical quad (o, semplicemente, quad). Qui il filo non è più teso in linea, ma forma un quadrato (o più quadrati) sospesi nello spazio. La quad è una Yagi “in tre dimensioni”: più silenziosa, più efficiente a parità di boom, meno sensibile alle perdite del terreno. È un’antenna che richiede spazio e una certa abilità costruttiva, ma ripaga con un comportamento elegante e prestazioni notevoli.

Un’altra famiglia affascinante è quella delle loop, che possono essere piccole, grandi, magnetiche, autoportanti o sospese. La loop magnetica, in particolare, è un piccolo capolavoro: un anello di metallo che, grazie a un condensatore variabile, diventa un’antenna risonante estremamente selettiva. È perfetta per chi ha pochissimo spazio, perché concentra il campo magnetico e riduce il rumore elettrico. È l’antenna del radioamatore urbano che non vuole arrendersi ai limiti del condominio. Hanno due limiti: la sintonia estremamente stretta, che va ritoccata anche per piccoli spostamenti in frequenza, e le tensioni elevatissime – migliaia di volt – sulle armature del consensatore anche con potenze relativamente basse.

Salendo di scala, incontriamo le log-periodiche, antenne che sembrano Yagi ma non lo sono. La loro geometria segue una progressione logaritmica che permette di coprire un’ampia gamma di frequenze con un’unica struttura. Sono antenne professionali, usate in ambito militare, scientifico e broadcast, ma anche da radioamatori che vogliono una direttiva “tuttofare” senza cambiare antenna a ogni banda.

Dove le filari accettano compromessi, le volumetriche ottimizzano. Dove le filari sono leggere e flessibili, le volumetriche sono strutturate, direzionali, spesso ambiziose.

La foto del titolo è di John Vooght