Antenne verticali Butternut

| diciembre 8, 2019

Antenne verticali Butternut

Esperienze pratiche di montaggio

La mia esperienza con le antenne Butternut del tipo HF2, HF6, HF9 è cominciata qualche giorno fa quando ho avuto il piacere di conoscere il carissimo Fulvio IZ5RKW che gentilmente mi ha spedito i resti della sua HF9 Butternut che si era arresa ai venti che affliggono le lande toscane.

Molto è stato scritto su questa tipologia di antenne, esempio classico è la recensione di I6NOA che più volte ho incrociato girovagando sui siti di nostro interesse che è molto dettagliata ed esaustiva in merito al funzionamento ed al rendimento di queste antenne perciò rimando alla lettura della stessa per ulteriori approfondimenti.

Quello che voglio ribadire è che i vari gruppi LC presenti non sono delle trappole che funzionano da interruttori interessando la parte dello stilo corrispondente al quarto d’onda della frequenza in uso come siamo abituati a pensare e che vediamo nelle classiche trappolate (le varie Hy-gain serie AV sono un tipico esempio) ma questi gruppi LC generano sufficiente reattanza per portare in risonanza di volta in volta tutto lo stilo sulle frequenze di nostro interesse.

La differenza fondamentale è che abbiamo, almeno nelle bande alte, migliori prestazioni in quanto ci troviamo nel caso di una HF9 uno stilo da 3/4 per i 10 metri, una 3/8 per i 20 metri, mezz’onda per i 17, 1/4 onda per i 15 metri, 5/8 per i 12 e ulteriori 3/4 per i 6 metri nel caso della HF9 con tutti i guadagni che ne derivano rispetto al semplice stilo ad 1/4 d’onda delle classiche trappolate.

Detto questo, passiamo ora alle dolenti note cominciando col dire che il prezzo di queste antenne è un tantino esagerato commisurato con quello che ci vendono.

Analizzando i resti dell’HF9 ho notato subito una fragilità allarmante di tutto il sistema a cominciare già dalla sezione dei tubi di alluminio yankee (foto 1) tanto decantato infatti la casa ha cercato già di porvi rimedio con le varianti «x» delle stesse antenne impiegando tubi di base di sezione leggermente superiore.

Nonostante l’impiego di queste leghe ed i montaggi con stralla-tura come da manuale, queste antenne vengono giù sotto i colpi dei nostri venti nonostante i dati di targa di ben 90 miglia/orarie anche senza la presenza di ghiaccio. Ho trovato inoltre delle fessurazioni sui reofori dei ceramici da 67pF e credo infine che anche il tubo di base abbia bisogno di cure particolari specialmente se interrato.

Ora, pur non volendo criticare un brand di pregio del settore, le risultanze delle mie analisi mi hanno indotto ad abbandonare il mio progetto iniziale (fig. 1) e di reimpiegare i resti della defunta HF9 per ricavarne una HF6 (più piccola) impiegando le bobine degli 80, 40 e 30 ed i condensatori 2 da 67pF (di cui uno riparato) ed uno da 200pF e costruirmi invece una verticale per 40 e 80 ex-novo secondo il più rassicurante criterio che più lunga è meglio è, che già ho in cantiere.

antenne verticale butternut Ecco i lavori eseguiti:

L’isolatore alla base è stato realizzato con i soliti isolatori Pieffe-ci, i primi due tubi costituenti l’elemento radiante derivano da due tubi ex superlemm % da CB (uno diametro 30 ed uno 35 anima 2mm lunghezza 120 cm) che avevo abbandonato sul tetto di casa negli anni ’80 e che prontamente mio padre ha utilizzato per i successivi venti anni come asta per l’abbacchiatura nella raccolta delle mandorle e poi terminata l’esigenza l’aveva riposta nel garage di campagna finché ha trovato un nuovo impiego con il mio ritorno nel QTH natale.

Le rimanenti sezioni del 25, 20, 16, 12 e 9 mm tutti lunghi 120 cm (o giù di lì) sono realizzati con l’alluminio nostrano facilmente reperibile qui in zona 7 fino al raggiungimento della quota finale dello stilo che, come recita il manuale molto dettagliato e facilmente reperibile in rete, deve essere intorno ai 26 feet (circa 7,8 metri). Replicando la HF 6 ho anche realizzato lo stub dei 15 metri in filo (350 cm tarabile) che disaccoppiando la parte alta dello stilo, permette anche l’uso dei 15 metri seppur in semplicissimo quarto d’onda.

La base per supportare l’antenna (foto 2) è stata realizzata con una piastra 40×40 in acciaio zincato su cui sono stati imbullonati il supporto per lo stilo, le viti per collegare i radiali, e due tubi quadri 70×70 cm per garantire una sorta di auto sostegno in fase di taratura/installazione a tetto.

Componenti necessari invece sono la bobina di adattamento alla base (17 spire di filo smaltato da 1mm e diametro interno 32mm) con l’ulteriore funzione di cortocircuito dell’antenna per protezione dalle statiche molto pericolose per i moderni RTX. Infine il tronco 14 d’onda elettrico a 75 Q l’originale (realizzato con un tratto di 3,50 metri di RG 11, (attenzione al fattore di velocità del cavo impiegato) che serve a rendere più digeribile al nostro trasmettitore l’intero stilo sui 20 metri.


Le barrette che collegano i condensatori allo stilo (sono realizzati in piattina di alluminio da 1 cm spessa 1mm a forma di L) vanno collegati a 47 cm sotto il condensatore da 200 pF e cm 27 sopra quello da 67 pF prendendo come riferimento il centro dell’isolatore dove gli stessi sono connessi.

antenne verticale butternut

Radiali

Assolutamente necessari, prima di decidere di installare una qualsiasi antenna verticale verificate la possibilità di poter stendere sotto di essa (a pochi cm dallo stilo) una fitta rete di fili o qualsiasi altro materiale conduttore intorno ad essa per un raggio minimo di un ottavo (o meglio di un quarto d’onda) della più bassa frequenza che intendiamo utilizzare, tutto quello che non mettiamo lo pagheremo in termini di prestazioni.

Le sacre scritture ci dicono pure che in installazioni elevate anziché i prescritti 360 radiali possono bastare anche quattro radiali (con minime perdite prestazionali) per banda. La vetta di un palo di 6-8 metri NON è un montaggio elevato per gli 80 metri. Si parla di montaggio elevato e quindi si lavora con ottima efficienza con tre-quattro radiali per banda quando parliamo di quote oltre la mezz’onda dal terreno, tetto o palazzo che sia.

Taratura

Molto semplice se si segue passo passo il manuale di istruzioni. Ho installato l’antenna sul tetto, con circa una quarantina di radiali a terra della lunghezza non oltre 10 metri e non vi nascondo lo sconforto iniziale leggendo i valori di SWR restituiti dall’antenna con il set-up iniziale.

Poi manuale alla mano, ho iniziato le regolazioni banda per banda finché non ho raggiunto il minimo valore di SWR sulla finestra di frequenza desiderata con valori dichiarati dal manuale ampiamente rispettati. Infine ritoccando la bobina di base (estendendo le spire fino ad una lunghezza della bobina di 10 cm) ho abbassato ulteriormente i valori di ROS portandolo in tutte le bande a livelli psicologicamente più tranquilli.

Il settaggio della bobina di base è una spia di cosa abbiamo realizzato in termini di «ground». Infatti, in una realizzazione ideale, essa deve rimanere così come costruita cioè con le 17 spire e minima spaziatura (lunghezza 5/6cm)! Sarà sufficiente allargarle poco per volta fino al raggiungimento del miglior «match». Nel peggiore dei casi (pochi radiali) potrà essere necessario toglierne qualcuna per ottenere l’adattamento di impedenza con la linea di alimentazione, ma in quest’ultima situazione saremo coscienti di aver ottenuto un buon adattamento ma un sistema con elevate perdite di terra e non possiamo pretendere miracoli prestazionali.

Clone HF2 che avrei voluto realizzare.

Rimodulando le sezioni ed i pezzi che compongono lo stilo dal manuale originale:

Escludendo la base, la parte radiante è costituita da undici tubi in alluminio del diametro dal 55 mm scalando fino al 12 tutte di un metro ad eccezione dei primo che deve essere lungo 120 cm (per questioni elettriche infatti in questo punto va messo l’isolatore) ed 80 cm il secondo (per evitare spreco nell’acquisto). In ferramenta ho comprato una barra di nylon da 50mm (perfettamente innestabile nel tubo da 55mm) a pochi euro, isolatori pieffeci del 55, noalox e rivetti in alluminio da 4mm, qualche fascetta in acciaio inox, un paio d’ore di olio di gomito basteranno per realizzare lo stilo.

Le due bobine possono essere realizzate con del filo d’alluminio spesso 5mm (ferramenta) entrambe avvolte su un tubo da 80mm, 17 spire per quella degli 80 e 10 spire per quella dei 40 (sul manuale originale vediamo che ce ne sono 14 di spire sulla bobina dei 40 ma in fase di taratura almeno 4 dovranno essere cortocircuitate con apposito ponticello).

Pasticcona blu da 200 pF reperibile su vari siti ed una staffa ad elle per connettere il condensatore a 47 cm sotto sul primo tubo completeranno l’opera o quasi visto che dobbiamo procurarci almeno 4-5 matasse di filo per impianti elettrici da stendere a terra sotto lo stilo.

Finita la realizzazione, abbastanza facile direi (avevo già la pappa pronta), della HF6 da riciclo, così l’ho ribattezzata, in men che non si dica era già pronta per essere strapazzata a suon di CQ e secondo il mio stile, testarne on air le reali potenzialità.

Credo che valga la pena sperimentare una delle configurazioni oggetto di questo articolo, apprezzarne le prestazioni e constatare che sono un ottimo strumento DX. Mi rivolgo in modo particolare a chi ancora non riesce a farsi sentire oltralpe ed è convinto che dipenda solo dalla propagazione e non principalmente dal proprio dipolo da 14 o 50 chili (di superba fattura) ma scelleratamente montato a 8/10 metri dal tetto!

73 de Giuseppe, iw7dzn

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