Discone per satelliti – RR

Disco-Sat

da discone a antenna per satelliti

Libera traduzione ed adattamento dell’articolo pubblicato sul n° 219 di Oscar News, periodico di Amsat-UK

Obiettivo di questo articolo è mostrare come sia possibile modificare e riutilizzare una vecchia antenna, rendendola conveniente per traffico via satelliti LEO (Low Earth Orbit) quale radiatore specializzato e omnidirezionale.

La base di partenza..


Illustrazione 1: Blocco centrale dell'antenna, supporto dei 8+8 elementi

Le antenne cosiddette discone, sono abbastanza popolari e sovente disponibili a basso prezzo, specialmente se acquistate di seconda mano. Spesso vengono dismesse in quanto etichettate come “sorde” e per questo, a maggior ragione, può diventare un affare il loro acquisto usate.

La diffusa convinzione che si tratti di antenne poco sensibili è un luogo comune consolidato ma non reale: quasi sempre vengono abbinate a ricevitori, scanner a larga banda con mediocri caratteristiche di selettività e dinamica. Il risultato finale può essere facilmente deludente, ma non per questo la colpa è (solo) dell’antenna!

Illustrazione 2: Disegno del “nocciolo” della discone, con le quote più importanti in evidedenza

Le antenne discone sono pensate per essere soluzioni compatte a larga banda, di diretta derivazione dalle biconiche, molto note nei laboratori di compatibilità elettromagnetica.

La larga banda di frequenze che possono coprire è un plus quando accopiate a riceviti di misura o comunque di elevata qualità.

La grande quantità di segnali che questa antenna può captare e veicolare all’ingresso del ricevitore può portare facilmente a problemi di dinamica, intermodulazione e saturazione dei primi stadi riceventi che di frequente si manifestano come un apparente aumento del livello di rumore di fondo (e sensazione di apparato “sordo”) o come segnali “fantasma”.

Per passare dalla teoria ai fatti vediamo come è fatta e come funziona una generica antenna discone recuperata per pochi euro al solito mercatino.

Il supporto centrale che sorregge I vari elementi e ospita il connettore coassiale è illustrato nel disegno n1°.

Gli 8+8 elementi sono lunghi rispettivamente 273 e 820mm, hanno un diametro di 4m e quelli inferiori hanno una inclinazione di circa 60°.

Per eseguire alcuni test significativi, ho installato l’antenna in spazio libero su un palo a circa 3m da terra. Per misurare l’adattamento d’impedenza, ho usato il miniVNAtiny® che copra da 1MHz fino a 3GHz con una precisione accettabile per queste indagini, posto che tutto il setup sia correttamente calibrato.

Analizzando il campo di frequenze da 50MHz ad 1GHz otteniamo la curva sottostante:

Illustrazione 3: Return loss della discone antenna da 50 a 1000MHz

L’antenna è usabile, almeno in ricezione, da 100MHz fino a svariate centinaia di MHz, con varie “sotto bande” di buon adattamento. Questo comporta che segnali da broadcasting FM, 3rd e 4th banda TV, VHF DAB e vari altri servizi hanno ottima chances di presentarsi con tutta la loro ampiezza all’ingresso del ricevitore. Peraltro, se scelta come antenna trasmittente, l’adattamento è spesso scadente e non adeguato ai requisiti delle moderne radio. Questa in estrema sintesi quindi la situazione: se volete fare del radio monitoring probabilmente è l’antenna giusta, ma se invece volete divertirvi sulle bande radioamatoriali, probabilmente non è la scelta migliore.

L’idea

Fortunatamente, con modifiche molto limitate e a costo nullo, è possible modificare questa antenna per renderla più adatta ad un uso radioamatoriale e in particolare per chi usa, magari via satellite, le bande dei 2m e 70cm.

Tutte le modifiche consistono nel tagliare gli elementi a nuove misure, come segue:

  • anello superiore

4 pezzi da 154 mm

4 pezzi da 225 mm

  • anello inferiore

4 pezzi da 242 mm

4 pezzi da 673 mm


Illustrazione 4: L'antenna modificata, pronta per le prime prove

E’ importante notare come il diametro degli elementi e l’ingombro del supporto centrale giocano un ruolo importante nel nuovo dimensionamento, pertanto le quote indicate sono una base di partenza e non necessariamente le misure “perfette” per ogni altra situazione.

Se non siete sicuri e volete sperimentare senza tagliare gli elementi originali, un modo pratico è sostituirli con delle barre filettate. Questo permette molte sperimentazioni a basso costo, prima di congelare la configurazione definitiva da riportare col taglio degli elementi originali.

Le misure prima indicate sono state definite con l’aito del programma Mmana creato da  ​​​​ JE3HHT, DL1PBD, DL2KQ. Per coloro che volessero ripartire dalle mie simulazioni per sviluppi ulteriori sarò ben felice di condividere I miei files: scrivetemi!