1 antenna si fa in 4 per noi

Livello di difficoltà    

Tutti i radioamatori come anche gli appassionati di eletttronica, fanno capo ad una nobile tendenza, quella di poter dire o poter mostrare agli altri, con la apodittica frase “questo l’ho fatto io” !!

Non è un vanto ma, sotto tanti aspetti è bello poter creare, valorizzando le proprie esperienze e nozioni acquisite in materia, un oggetto che funziona.

Il progetto che Vi propongo, ha origine da un idea di un amico radioamatore, di poter ricevere su gamme diverse contemporaneamnte (riferendomi alle hf ) utilizzando più di un ricevitore.

Esigenza nasce per avere la possibilità di comparare più apparecchi contemporaneamente per valutarne le differenze in merito a prestazioni ma anche soddisfare la passione del “radioascoltatore” che mentre riceve una broadcasting non vuole perdere la conversazione che intercorre su una gamma amatoriale, il tutto sfruttando una unica antenna multigamma.

Quasi sempre la convivenza del soggetto medio radioamatore e i condomini, è sottoscritta da un armistizio, poche antenne e cavi invisibili .

Ipotizzando di utilizzare anche solo due ricevitori, bisognerebbe installare sul tetto, due antenne, due discese di cavo con impegno economico e in tanti casi difficoltà logistiche e condominiali. Requisiti fondamentali, deve essere a guadagno nullo, e buona separazione tra le uscite.

Intendo per guadagno nullo che il segnale presente sull’ingresso antenna deve essere distribuito sulle quattro uscite con stessa ampiezza, separazione ottimale per far si che se una uscita viene accidentalmente cortocircuitata, non si compromette il normale funzionamento delle altre uscite .

La figura che segue illustra uno schema di principio, che consente di comprendere il funzionamento.

Come funziona

Il Principio di funzionamento non è complicato, utilizza tre LC Wilkinson splitter, nella figura in basso dello schema elettrico è visibile un primo splitter contrassegnato L2, che divide in due il segnale proveniente dall’antenna, con L3 e L4 si identificano i due splitter che dividono a loro volta per due, ottenendo quattro porte con attenuazione totale di circa 6 dB (ogni splitter ha una attenuazione sulla porta di 3 dB) quindi su una delle 4 porte in uscita ci ritroveremo un segnale pari a 1 punto S in meno rispetto alla origine. Rispettando lo standard che impone in un ricevitore di buona dinamica, per segnali da 1 a 9 ogni punto S equivale a 6 dB mentre oltre il 9 corrisponde a 10 dB. Per compensare questa attenuazione ho utilizzato un integrato monolitico della serie MSA ma sostituibile con altri di marca e fattura diversa considerate le basse frequenze in gioco. L’attenuatore a T in ingresso con fattore di attenuazione 3 dB, ha la funzione di limitare l’amplificazione complessiva, in modo tale da restituire la stessa ampiezza in uscita del corrispondente segnale in ingresso.

Schema Elettrico

Elenco componenti

C1 = 100 uF 25v Elettrolitico
C2, C2, C4 = 0,1 uF a disco
C5, C6 = 27 pF a disco
IC1 = MSA-0886 oppure MAR6
L1 = VK200
L2, L3, L4 = COUPLER1 | vedi testo
R1 = 292 ohm
R2 = 18 ohm
R3 = 292 ohm
R4 = 150 ohm
R5, R6, R7 = 27 ohm
RX1, RX2, RX3, RX4, ANTENNA = SO239 connettore femmina a flangia

Questo nella figura in alto vuole dare un esempio di soluzione, nulla vieta a chi vuole realizzare il circuito di gestire la disposizione e gli spazi a suo piacere (in fondo al presente articolo potrete scaricare gratuitamente sia lo schema che il progetto PCB in formato Eagle).

NOTA: Le resistenze appartenenti all’attenuatore R1, R3 il valore 292 ohm è puramente teorico per gli amanti della perfezione possono ottenerlo ponendo di parallelo 2 valori che consentono di raggiungere i 292 ohm altrimenti anche il valore commerciale di 270 ohm può andar bene.

Realizzazione

Una mia idea di progettare e cablare il tutto in un contenitore. Nella figura sottostante vi illustro una simulazione al CAD della mia soluzione . L’idea di porre logisticamente i quattro connettori per le uscite, in fila sotto e il connettore antenna sopra al lato, è nata in base all’utilizzo di un contenitore metallico già in mio possesso conformato in modo tale da ospitare facilmente il rettangolo che ospita il circuito.

Nulla vieta a chi realizzerà questo progetto di poter organizzare la disposizione dei connettori in maniera diversa, magari l’antenna al centro e le uscite disposte a cerchio potrebbe essere una idea, per chi già possiede un contenitore di forma diversa.

Per lo stampato non occorre effettuare la foratura dei pin componenti in quanto ho utilizzato il lato componenti, i fori dei connettori e dei fissaggi di massa sono utili il resto della foratura si può evitare.

Il circuito di alimentazione deve erogare una tensione compresa tra 9v e 15v , corrente massima di 150 mA utilizzando un led sul frontale per segnalarne l’accensione. Considerato l’esiguo consumo, suggerisco un piccolo trasformatore con ponte di Graetz, condensatore e un vetusto LM7812.

NOTA: Evitate alimentatori switching di basso costo, pena rumore su ogni gamma.

I tre coupler nomenclati con L2, L3, L4 sono autocostruibili con alcuna difficoltà utilizzando tre toroidi tipo Amidon FT-50J e del filo di rame smaltato da 0,25mm di diametro (30 AWG in inglese)

L’avvolgimento primario e di 21 spire ben distribuite sul toroide

Il secondario si compone di 14 spire bifilari dove i due estremi vanno connessi insieme ( comodità prevede due spezzoni di rame smaltato di diverso colore )

L’immagine in basso illustra una realizzazione dello splitter, bisogna realizzarne tre uguali e montarli sullo stampato per chi ha piacere di realizzarlo, altrimenti il tutto può essere creato su scheda sperimentale millefori, anche se questa ultima ipotesi a mio parere lascia un po’ a desiderare. Si possono utilizzare anche anelli di toroide di marca diversa, basta rispettare le dimensioni e la conformazione meccanica. Serrate con ordine le spire distribuendole in modo equo sul toroide.

In merito al circuito MMIC posso dire che non ha alcuna criticità di scelta in quanto le frequenze in gioco sono basse e per nulla critiche.

Si può utilizzare un MAR6 con ottima resa oppure uno di famiglia diversa il risultato complessivo non cambia. Bisogna tenere conto solo del valore della R4, va ricalcolata in base al monolitico usato.

Esempio di realizzazione

I connettori SO239 posti sul retro possono tranquillamente fare da supporto per tutto il sistema, un minimo di delicatezza va utilizzato con i toroidi, una caduta accidentale dalla scrivania li può mandare in frantumi. Anche a seguito della realizzazione degli avvolgimenti, e saldati suggerisco di tenerli fermi con una goccia di colla a caldo in modo tale da evitare, maneggiando il circuito durante la fase di fissaggio, di piegare il fili sottili dei splitter e rischiare di spezzarli, situazione che comprometterebbe il regolare funzionamento-

Nella foto in alto si notano i connettori volutamente, saldati con un piccolo accenno di stagno, in quanto ho previsto di smontarli dopo le prove al fine di fissare il tutto in un contenitore .

Noterete dalle foto, che la componentistica da me utilizzata, almeno per il primo prototipo è stata recuperata da apparecchi rottamati, come anche per chi volesse cimentarsi nella realizzazione deve rispettare unica condizione che i 3 toroidi, devono essere identici, tipo Amidon FT-50J .

Conclusioni

Il progetto è mirato a stimolare lo sperimentatore a riesumare il saldatore dal famoso “Dimenticatoio” e nello stesso tempo va a soddisfare chi per passione opera nel mondo del radioascolto.

Il tutto si può ritenere di difficoltà minima, forse è necessaria una buona dose di pazienza nel avvolgere i toroidi, per il resto sono componenti di comune reperibilità.

Posso suggerire in merito al MAR6, i toroidi AMIDON,i connettori SO239 e il filo smaltato, la azienda rfmicrowave.com

File download