Quando si superano i 30MHz e si sale in VHF, UHF e SHF, le antenne diventano strumenti di precisione. Le dimensioni si riducono drasticamente: a 144 MHz un dipolo a mezz’onda è lungo circa 1 metro, a 432 MHz scende a 35 cm, a 1.2 GHz siamo a 12 cm. Questo permette geometrie più complesse, guadagni più elevati e pattern molto controllati, e diventa poco utile usare antenne filari.

Le antenne verticali sono le più comuni, con copertura a 360° e guadagni moderati ma utilissimi, e molto usate per il traffico locale. Una ground plane classica in VHF offre un guadagno tipico di 4-5 dBi ⁽¹⁾, con un lobo abbastanza ampio e un angolo di radiazione basso, ideale per collegamenti terrestri. Anche oltre i 30 MHz è facile trovare verticali multibanda (tipo 144/430 MHz)

Un tipo particolare di verticale è la collineare: impilando sezioni in fase, il lobo verticale si schiaccia e il guadagno sale. Una buona collineare per 144/430 MHz può raggiungere 6–9 dBi, con un fascio verticale di pochi gradi. È l’antenna perfetta per unire un guadagno decente, senza la necessità di utilizzare un rotore per puntare le antenne.

Le Yagi sono analoghe a quelle usate in HF, ma con le dimensioni ridotte, in VHF e UHF diventa una vera arma direzionale. Una Yagi a 3 elementi per i 144 MHz offre già 9-10 dBi di guadagno, mentre una 9 elementi può superare i 13 dBi. In UHF i numeri crescono ancora: una 15 elementi per 432 MHz può arrivare a 14–16 dBi.
Man mano che cresce il guadagno il fascio si restringe: una Yagi da contest (16-18dBi) può avere un’apertura di 15–25°. È l’antenna ideale per DX, contest, EME.
Per il traffico via satellite, dove  la polarizzazione diventa un elemento critico, le Yagi si possono montare in polarizzazione incrociata:due antenne identiche montate sullo stesso boom, una in polarizzazione orizzontale e una in verticale, con gli elementi disposti a 90° tra loro. Questa configurazione permette di selezionare la polarizzazione migliore in tempo reale, combinare i segnali per ottenere una polarizzazione circolare, compensare le variazioni di assetto del satellite, ridurre drasticamente le perdite dovute al mismatch di polarizzazione – che in teoria possono annullare completamente il segnale. Alimentando le due Yagi con una linea di sfasatura di 90°, si ottiene una polarizzazione circolare (destra o sinistra a seconda della fase). Alimentandone una sola, si mantiene la polarizzazione lineare. Combinandole con un commutatore, si può scegliere la configurazione più efficace durante il passaggio del satellite.

Stesso discorso vale per le quad: una quad a singolo elemento in VHF ha un guadagno di poco superiore a quello di un dipolo, ma con un pattern più pulito e un rumore più basso. Una 4 elementi per 144 MHz può raggiungere 10–11 dBi, con un’apertura simile a quella di una Yagi equivalente.

Le log-periodiche in VHF/UHF sono antenne largabanda per eccellenza. Coprono spesso dalle VHF alle SHF con un’unica struttura. Se ill guadagno è più contenuto rispetto a una Yagi –  tipicamente 6–8 dBi – il vantaggio è che è costante su tutta la banda.
Sono perfette per monitoraggio, misure, servizi professionali e per chi vuole una direttiva “universale”.

La discone è una antenna a larghissima banda, destinata solitamente usata per la ricezione. Una buona discone copre dalle VHF alle SHF, con un’impedenza stabile ed accettabile. Il guadagno è prossimo allo zero (0–2 dBi), ma la banda è veramente estesa.
È ideale per ascolto aeronautico, servizi, PMR, radioamatori in monitoraggio continuo.

Un’altra antenna ricevente, specializzata, è la QFH (Quadrifilar Helix). È un’antenna progettata per coprire il cielo, con una polarizzazione circolare stabile e un pattern omnidirezionale. La sua struttura è composta da due eliche bifilari avvolte attorno allo stesso supporto, con lunghezze e passi leggermente diversi. Questa geometria permette di generare una polarizzazione circolare destra o sinistra, fondamentale per seguire i satelliti senza usare rotori, perché il suo lobo principale è rivolto verso lo zenit.

Antenne per SHF

A partire dalla parte superiore delle UHF le dimensioni consentono di utilizzare efficacemente altre tipologie di antenna.

In SHF, la parabola è la regina assoluta: è composta da un riflettore parabolico si ampia superfice, che concentra le onde radio in un punto preciso – il fuoco – in cui è posizionata l’antenna ricevente, spesso contenuta in un modulo denominato Low Noise Block (LNB), o quella ricetrasmittente.
Le parabole più grandi sono realizzate con un riflettore mesh, in rete metallica, in modo che possano riflettere le microonde, ma al contempo ridurre notevolmente il carico del vento. Va bene quando la dimensione della maglia è significativamente più piccola della lunghezza d’onda. In pratica è più comune sotto i 3GHz, per frequenze superiori è spesso più conveniente usare come riflettore superfici metalliche continue, se le dimensioni lo consentono.
Ci sono essenzialmente due tipologie di parabole, le prime focus, e le offset.
Le prime focus sono costituite da un disco parabolico simmetrico con il feed posizionato al centro, sospeso davanti al riflettore. È la soluzione più intuitiva e più facile da progettare. Il feed “vede” l’intera superficie, ma ostruisce una piccola parte del riflettore; l’angolo di illuminazione è ampio (tipicamente 60–70°), e sono quelle più adatte all’uso radioamatoriale. Il guadagno dipende dal diametro e dalla frequenza. Per dare un’idea una prabola da 60 cm a 2.4 GHz in genere supera i 25 dBi di guadagno, una da 1m a 10GHz supera i 30 dBi.
È l’antenna ideale per i collegamenti punto punto tipici dell’attività in microonde.
La offset nasce per il mondo TV-SAT, ma è diventata preziosa anche per i radioamatori. È in sostanza una fetta di una parabola più grande, ritagliata in modo che il fuoco non sia davanti al centro, come nella prime focus, ma fuori dal fascio. Questo significa che il feed non ostruisce in alcun modo il riflettore, ma l’angolo di puntamento reale è inclinato rispetto al disco, che può essere montato in verticale anche quando il puntamento reale è verso l’alto – cosa che rende il puntamento più complesso.
È la scelta ideale per i satelliti geostazionari come il QO-100 Es’Hail.
Per entramble le tipologie, come per tutte le direttive, la larghezza del fascio è inversamente proporzionale al guadagno, e quindi può essere strettissimo: qualche grado per una parabola da 1 metro, intorno al grado per parabole grandi.

Una delle più diffuse in ambito amatoriale è la horn, o antenna a tromba, una delle soluzioni più pulite e lineari per lavorare in microonde. È, in pratica, un condotto che si allarga gradualmente – come un megafono – e che permette all’onda elettromagnetica di uscire nello spazio libero senza brusche discontinuità. La sua forma può essere piramidale, conica o settoriale, ma il principio non cambia: l’allargamento progressivo del condotto permette di trasformare l’energia confinata nella guida in un fascio ordinato, pulito, con lobi laterali molto contenuti. È proprio questa transizione dolce tra guida e spazio libero che rende la horn così apprezzata nelle microonde, dove ogni dettaglio geometrico conta.
Dal punto di vista delle prestazioni una horn ben progettata offre un guadagno che può andare da una decina a oltre 20 dBi, con un fascio principale che rimane stabile e prevedibile. Non è un’antenna “estrema” come una parabola, ma è estremamente lineare: quello che calcoli è quello che ottieni, e questo la rende preziosa sia come antenna autonoma sia come feed per riflettori prime focus o offset. In quest’ultimo ruolo è praticamente insostituibile, perché illumina il disco in modo uniforme e controllato, riducendo i lobi laterali e massimizzando l’efficienza del sistema.
Per i radioamatori che lavorano in 10 GHz e oltre, la horn è una compagna fedele: robusta, prevedibile, immune alle deformazioni che rovinerebbero una Yagi o una patch. Non ha elementi sottili da allineare, non soffre il vento, non richiede tarature complesse. È un’antenna che funziona perché è geometria pura, senza compromessi.

Per lavorare i satelliti in SHF è possibile usare la  helix, una antenna elicoidale progettata per generare polarizzazione circolare in modo intrinseco. È costituita da un conduttore avvolto a spirale attorno a un supporto cilindrico, con passo e diametro costanti. La polarizzazione (RHCP o LHCP) dipende semplicemente dal verso dell’avvolgimento. Lavora tipicamente in modalità assiale, cioè irradia lungo l’asse della spirale. In questa configurazione, il guadagno cresce con il numero di spire: una helix corta (3–4 spire) ha un fascio ampio e un guadagno intorno ad 8–10 dBi, mentre una helix più lunga (8–12 spire) può superare i 15 dBi con un fascio più stretto. La banda passante è relativamente ampia, spesso del 10–15% rispetto alla frequenza centrale, il che la rende adatta a sistemi satellitari e link digitali. La costruzione è semplice e tollera bene piccole imprecisioni, risultando stabile e ripetibile anche in ambienti non ideali.

Per completezza, una nota sulle patch microstrip:  antenne con dimensioni così ridotte da permettere la realizzazione direttamente su un circuito stampato. Una patch è, in sostanza, una piccola piastra metallica sospesa sopra un piano di massa, separata da un dielettrico. La forma più comune è rettangolare, ma esistono varianti circolari, triangolari e a geometrie complesse per esigenze specifiche. Il loro punto di forza è la polarizzazione controllabile: con una singola alimentazione si ottiene polarizzazione lineare, mentre con due punti di alimentazione sfasati di 90° si ottiene polarizzazione circolare, caratteristica molto utile per applicazioni satellitari e per feed di piccole parabole. La polarizzazione circolare è stabile e ripetibile, perché dipende solo dalla geometria e dalla fase di alimentazione.  Dal punto di vista prestazionale, una patch tipica offre un guadagno compreso tra 6 e 9 dBi, con un fascio relativamente ampio (30–80° a seconda delle dimensioni e della frequenza). La banda passante non è enorme — spesso dell’ordine del 2–5%.
Le patch sono molto usate come feed per parabole offset e per sistemi come QO‑100, dove una patch circolare ben progettata permette di illuminare il riflettore in modo uniforme e con polarizzazione corretta.

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L’immagine del titolo è di Charly Whisky da Wikimedia commons