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Inserito il - 20 dic 2007 : 13:32:45 LA LOOP MAGNETICA, QUESTA SCONOSCIUTA
Dopo innumerevoli ricerche sia tecniche che costruttive e dopo prove pratiche anche distruttive, finalmente sono in grado di dare chiarimenti su questa antenna così poco conosciuta, almeno in generale.
Tralasciamo volutamente la parte squisitamente tecnica del funzionamento di tale antenna perché ci sarebbe troppo da dire ma limitiamoci semplicemente a dice che in pratica la loop è un dipolo le qui estremità sono ripiegate a formare un cerchio, fino quasi fino a toccarsi e tra queste estremità è inserito un condensatore. Lo scopo di tale condensatore è quello di formare con il cerchio un circuito risonante formato appunto da una bobina vera e propria, anche se di una sola spira, e di un condensatore. Tutti sappiamo come un circuito risonante sia in grado di enfatizzare (incrementare) la frequenza propria di risonanza innumerevoli volte, anche migliaia. Il numero di tali incrementi dipende dal fattore di merito (Q) del circuito risonante. Ora torniamo al nostro cerchio col condensatore e scervelliamoci per portare il fattore di merito di tale circuito all’esasperazione, perchè è proprio da tale Q che dipenderà il rendimento della loop magnetica. La prima cosa è ridurre il più possibile la resistenza dell’intero circuito perché sappiamo bene che è questa la componente che si oppone al fattore di merito. E per far ciò ipoteticamente dovremmo usare per la bobina un materiale che non presenti resistenza alcuna, in questo caso avremmo realizzato un circuito con un fattore di merito altissimo. Siccome non esiste tale materiale, potremmo allora usare quello che presenta la minore resistenza (alla radio frequenza, s’intende) possibile, esempio l’argento, o siccome la radio frequenza per il ben noto effetto pelle passa sulla superficie del conduttore, potremmo anche usare del materiale, per esempio il rame, argentato. Ora poiché la resistenza è inversamente proporzionale alla superficie, nel senso che diminuisce proporzionalmente con l’aumentare della superficie, ecco che dovremmo usare per fare il cerchio della loop un tubo del diametro più grande possibile, esempio 10 centimetri. Ora costruire un cerchio di tubo di rame argentato con tale diametro risulta estremamente costoso e assolutamente irreperibile, ripieghiamo quindi su materiali e dimensioni più ragionevoli. Useremo pertanto del tubo di rame o di alluminio del diametro di 5 o 6 centimetri. Un cerchio siffatto e sistemato in aria ad una altezza che non risenta delle cose circostanti, unitamente al condensatore, anche questo della migliore qualità possibile, presenta già un fattore di merito tale da generare ai capi del condensatore una tensione di 1.600 volt con soli 5 watt di radio frequenza immessa nel cerchio. E questo in funzione del fattore di moltiplicazione intrinseco del circuito oscillante. Naturalmente solo se la frequenza è esattamente quella dove esso risuona.
Ora in tale situazione, presentando tale circuito risonante una perdita modestissima, abbiamo la massima amplificazione della radio frequenza, cosa che non avviene in nessun altro tipo di antenna. Tale radio frequenza amplificata all’esasperazione genera un campo magnetico direttamente proporzionale alla sua entità e tale campo magnetico si irradierà nello spazio circostante, da questo il nome di loop magnetica. Naturalmente il tutto è reversibile nel senso che in ricezione, una energia magnetica transitante nel cerchio genera nello stesso una tensione che, a sua volta incrementata dall’alto fattore di merito, si ritrova nell’antenna pronta per essere utilizzata.
In breve questo è il meccanismo della loop magnetica, un circuito oscillante dal fattore di merito elevatissimo, per ottenere i risultati sopra descritti.
Ma quali sono i vantaggi di tale antenna rispetto al classico dipolo?
Il guadagno no, perché la migliore delle loop magnetiche ha lo stesso identico guadagno del dipolo, (ci sono comunque pareri discordanti, secondo alcuni la maggior vicinanza del terreno potrebbe incrementare il guadagno delle loop magnetiche portandolo a superare il dipolo) ma ci sono altri fattori importanti:
1. è di parecchio più piccola del dipolo, esempio per i 27 Mhz il cerchio misura un metro di diametro. 2. Ha una larghezza di banda, o sarebbe meglio dire una strettezza, impressionante: 50 Khz sui 10 metri e soli 5 Khz sui 40. Inteso con stazionarie a 1:5. Cioè esempio 7.058 1:5 – 7059 1:3 – 7060 1:1 – 7061 1:3 – 7062 1:5. OK? Quindi 5 Khz di larghezza di banda. Questo produce una pulizia del segnale ricevuto impressionante per il semplice fatto che l’amplificazione che l’antenna produce sul segnale, è solo sul segnale relativo alla frequenza sulla quale risuona, diventando praticamente muta per i segnali al di fuori di tale larghezza. 3. Essendo un cerchio di modeste dimensioni e per di più elettricamente chiuso attraverso il condensatore, è praticamente insensibile a tutti quei disturbi elettrici (motori, lampadine ecc) da ciò una ulteriore pulizia del segnale ricevuto. 4. E’ elettricamente a massa, nel senso che la parte in basso del cerchio è collegata al palo metallico di sostegno con conseguente assenza di elettricità statica. 5. In virtù del condensatore che useremo del tipo variabile, l’antenna può risuonare su un discreto arco di frequenze diventando una antenna che può ricevere e trasmettere IN CONTINUITA’, cioè senza interruzioni dai 30 Mhz fino ai 7 Mhz, ( nel caso di antenna di un metro di diametro) cosa che non troviamo in nessuna altra antenna. 6. E’ molto direttiva, presentando una attenuazione di 25 Db per i segnali provenienti dai fianchi, e questo sempre a migliorare la qualità della ricezione. 7. La base dell’antenna non ha nessuna tensione mentre tutta la tensione si trova ai capi del condensatore che essendo nella parte più alta del cerchio è sufficientemente distante da terra anche se l’antenna non è installata altissima, garantendo quindi bassissime dispersioni. 8. Non necessita di essere installata a mezza onda di altezza. Va posizionata ad almeno una volta e mezza il diametro del cerchio, ma meglio 3 volte.
Probabilmente ci sono altri fattori che adesso mi sfuggono, ma già questi sono sufficienti a far comprendere che è una antenna interessante.
Ora praticamente. Per far risuonare il cerchio sui 30 Mhz è necessario che tale cerchio non sia superiore al metro di diametro, perché già con un metro di diametro sono sufficienti soli 10 Pf nel condensatore per farla risuonare a 30 Mhz. Va da se che se fosse di un metro e mezzo considerando anche la capacità intrinseca del cerchio, non sarebbe possibile accordarla se non a frequenze inferiori. Prima di tutto quindi occorre stabilire su quale frequenza massima essa debba lavorare. L’antenna da me costruita desiderando che operasse dai 30 Mhz in giù ha il diametro di un metro. Il tubo sarebbe bene fosse di 5 o 6 centimetri di diametro. (io ho usato l’alluminio).
Sulla cima del cerchio si lascia una apertura di circa 15 centimetri per inserirvi il condensatore variabile. Tale condensatore deve avere una escursione di capacità da 10 o 12 Pf fino a 500 Pf. Con tale escursione la loop accorderà dai 30 ai 7 Mhz. E adesso la tensione che tale condensatore deve sopportare, che è direttamente proporzionale all’alto Q del cerchio. Dipende dalla potenza che si desidera applicare all’antenna. Per soli 100 watt è bene che il condensatore regga almeno 4 o 5 mila volt. Per 500 watt è bene che la tensione di esercizio del condensatore non sia inferiore ai 10 Kvolt. Condensatori di tali fattezze esistono solamente nella versione sotto vuoto, poiché il vuoto usato come dielettrico tra le armature garantisce un sufficiente isolamento tra le stesse. Costruire un condensatore non sottovuoto per tali voltaggi è estremamente difficoltoso e risultano oltremodo ingombranti a causa sella elevata distanza necessaria tra le lamelle. Sconsiglio vivamente di cimentarsi in tale impresa (io l’ho fatto e poi ho ripiegato sul più costoso ma più affidabile condensatore variabile sotto vuoto).
Ora il condensatore, che ha alla base un perno di comando, va regolato sulla frequenza di esercizio. Necessita quindi un sistema meccanico comandato dalla stazione per tale operazione. Nelle immediate vicinanze del condensatore, a causa delle elevatissime tensioni presenti ci sono campi talmente forti che consiglio vivamente di installare il sistema meccanico sul palo di base dell’antenna e trasmettere il movimento con una asticella di materiale refrattario alla radio frequenza tipo fibra di vetro o tubo di plexiglass o simili. Questa soluzione oltre a preservare il sistema di meccanizzazione dall’essere investito da tensioni indesiderate, presenta il vantaggio di non alterare il Q dell’antenna con aggeggi estranei nel cerchio.
I condensatori variabili sotto vuoto hanno necessità di essere ruotati una trentina di volte per passare dalla minima alla massima capacità. Pertanto la meccanizzazione deve tener presente tale necessità. Inoltre è necessario non sia veloce perché se così fosse sarebbe impossibile centrare perfettamente la frequenza dato che come sappiamo l’antenna ha una banda molto stretta di risonanza. Qui ognuno si deve industriare (motorini demoltiplicati di varie provenienze vanno sempre bene, l’importante è che lavorino in corrente continua per poter invertendo le polarità farli ruotare in senso inverso).
L’alimentazione dell’antenna avviene tramite un particolare tipo di gamma match che meglio si comprende dalla figura. E semplicemente una barretta di rame di circa 10 cm che porta sulla sommità il PL dal qui polo centrale parte un filo di 4 millimetri di diametro che va a collegarsi al cerchio a circa 10/15 cm dalla base. Il punto preciso lo si ricercherà in fase di taratura.
Altra cosa estremamente indispensabile è un sistema che permetta di sapere con sufficiente precisione dove l’antenna sta lavorando.
Un sistema è quello da me usato: In stazione nella scatoletta che contiene il commutatore per mandare la tensione al motorino che farà ruotare il variabile, commutatore che ha lo scopo di invertire la polarità, è possibile installare anche un piccolo motorino che vada a comandare uno di quei piccoli numeratori usati nei registratori a cassette per indicare il punto in qui si trova il nastro. Collegando il motorino agli stessi fili che andranno al motore nell’antenna, otterremo che girerà in avanti o indietro in perfetta sintonia col motore dell’antenna, facendo avanzare o indietreggiare il numeratore che fornirà una indicazione molto precisa di dove sia a lavorare l’antenna.
Nel mio caso per esempio il numero 140 corrisponde a 27.500 ed il numero 760 corrisponde alla frequenza di 7.060. Facendo camminare il motore in modo che il numero che era 760 si portasse a 140, ho riscontrato a 27.500 l’esatto accordo dell’antenna.
Estremamente indispensabile per sapere su quale frequenza sia accordata, basta guardare il numero.
Ci sarebbero tante altre cose da dire ma manca lo spazio. Chi fosse interessato ad altre foto ed altre spiegazioni me le chieda tranquillamente: 1cm517-romeo@email.it.
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