Antenna Turnstile VHF – UHF
da un progetto di I6IBE – Ivo
Realizzazione IK6GZM Gianluca @ 2019

Quella che presento è la mia personale rielaborazione delle antenne Turnstile per le bande VHF/UHF, progettate e realizzate da anni da I6IBE Ivo di Pratola Peligna (AQ), al quale vanno tutti i miei ringraziamenti per i pazienti consigli avuti in fase di realizzazione e taratura, lo considero il mio mentore satellitare.

I risultati ottenuti sono stati strabilianti, sia in fatto di resa che di ottimizzazione, con un valore SWR praticamente a 1:1 sulle due bande.

 

In foto, l’antenna posizionata provvisoriamente su un balcone, la busta bianca contiene il diplexer anch’esso autocostruito, per il funzionamento con unica discesa.
I materiali impiegati, a differenza di I6IBE, che ha utilizzato spesso legno o tubi di plastica di piccolo spessore, sono reperibili presso qualsiasi Brico.

– n. 2 tubi da 1 metro diam. 40mm 1 tazza
– n. 6 barre filettate diam. 4mm, (ho usato quelle zincate)
– n. 1 confezione dadi 4mm
– n. 1 confezione rondelle 4mm
– n. 8 capicorda ad occhiello da 4mm
– n. 2 prese UHF SO-239
– n. 1 confezione distanziali da 4mm
– circa 1,5m cavetto RG-58
– circa 1,5m cavetto TV-SAT;
– tanta buona volontà…

Ho cominciato realizzando una dima di foratura in cartone per i dipoli incrociati e i riflettori, misurando il diametro sulla tazza e sul corpo del tubo. Realizzandole a sezione quadrata, con il relativo foro al centro ed i riferimenti sui 4 punti cardinali, in modo da far autosorreggere il tubo per una tracciatura semplificata.

Ho quindi tagliato il primo tubo a metà, per i 435 bastano 50 cm, tracciato e realizzato i fori per i radiatori, mentre per i riflettori 2 fori sono spostati di 5-6 mm dagli altri per permettere il passaggio all’interno degli stessi senza ostacolarsi a croce. Le misure sono le seguenti in schema.

 

A questo punto, tagliare a misura gli elementi dei riflettori e radiatori, tenendo presente che le misure sono, precise, ma bisogna tener conto anche delle lunghezze dei codini del cavo RG-58 che inevitabilmente “allungano” l’antenna. Poi, in fase di taratura, si accorceranno gli elementi nei modi che vedremo.

La lunghezza s’intende “calza-calza”, quindi da inizio a fine guaina, pertanto la lunghezza in eccesso sarà dovuta solo al lato che andrà collegato ai radiatori. Spellare circa 2 cm per poter saldare i capicorda, bloccare i 4 semi-elementi del radiatore con la sequenza, da esterno a interno: dado, rondella, tubo, rondella, dado, controdado.

Serrare bene ma senza bloccare il tutto per evitare problemi in fase di taratura. Realizzare i 2 stub in cavo TV-SAT con le stesse accortezze dei precedenti, lasciando 1cm per lato per la saldatura, utilizzando il sistema alternativo consigliato da IBE.

 

Saldare insieme i 4 centrali, saldare insieme le 4 calze, ripiegando per quanto possibile i cavetti sat, bloccare con delle fascette da elettricista per avere un tutto solidale. Attenzione anche al cavetto più lungo RG-58, farlo pari al più corto, verrà fuori un anello che si potrà schiacciare e bloccare con fascette, in modo da poter infilare il tutto all’interno del tubo.

ATTENZIONE! Per quanto riguarda il cavo TV-SAT, ce ne sono alcuni tipi inservibili. Avevo uno spezzone a casa, dopo aver tagliato a misura gli stub, ho provato a saldare le calze senza riuscirici!Praticamente o non è calza in rame ma alluminio finissimo, oppure sembra filo smaltato.
Ogni tentativo è stato vano. Ho trovato un altro spezzone, di marca diversa, provato a saldare, tutto ok ,pertanto, prima di realizzare gli stub, verificare se la calza sia saldabile o meno.

Ora, prima di bloccare i capicorda agli elementi, contrassegnare il polo caldo del cavetto più lungo di un colore e quello più corto di un altro, per rispettare il corretto collegamento per la polarizzazione destrorsa.
Adesso un passaggio fondamentale, verificare la lunghezza dai capicorda fino alla fine degli stub appoggiando il tutto all’esterno del tubo, a circa 10cm prima del termine degli stub, segnare un foro per la fuoriuscita degli stessi dal tubo in modo da poterli collegare alla presa UHF.

Per non impazzire, prendere un filo di rame lungo abbastanza, infilarlo nel buco e farlo fuoriuscire lato radiali, saldarlo provvisoriamente al termine degli stub ed utilizzarlo a mò di guida, tirandolo per far infilare il circuito di adattamento nel tubo e far fuoriuscire la parte dello stub.
Potrebbe essere necessario allentare i radiali per permettere il passaggio dei cavetti, verificare di volta in volta. Procedere quindi al collegamento nell’ordine esatto, come da schema, dei capicorda e bloccare con un dado. Non è un’operazione molto semplice, dotarsi quindi di molta pazienza, ognuno utilizzi il sistema migliore. Nella foto seguente si vede la realizzazione dei collegamenti ed il foro d’uscita per il collegamento alla presa volante SO-239 (successivamente si può bloccare o con una fascetta oppure realizzare una squadretta a L in alluminio e fissarla al tubo con 2 rivetti o 2 viti).

 

 

A questo punto, dopo aver verificato l’esattezza dei collegamenti, occorre procedere alla taratura. Si può effettuare in 2 modi: con rosmetro e rtx oppure con Analizzatore d’antenna o VNA.
Avendolo acquistato da poco su internet a 40 euro, ho utilizzato il nanoVNA collegato al PC, in tempo reale si riesce a vedere l’adattamento e su quale frequenza. Come dicevo all’inizio, i codini per i capicorda influiscono sulla misura, allungando inevitabilmente l’antenna. Procedere con cautela a tagliare gli elementi mezzo centimetro alla volta, verificare lo spostamento del punto di risonanza ed eventualmente fare la regolazione fine facendo rientrare o uscire gli elementi dal tubo, utilizzando pinze a becco e chiave da 7. Si dovrà ottenere un risultato simile a questo:

Tabella 1

Come si può notare, il punto di adattamento perfetto a 435 Mhz è prossimo a 1:1,0, ma anche adattamenti leggermente più alti sono accettati ugualmente. A taratura finita, stringere bene i dadi e controdadi bloccando il tutto in modo definitivo. Allo stesso modo della versione UHF, realizzare sul tubo rimasto da 1 metro la versione VHF,secondo lo schema seguente:

Notare che i riflettori sono 103,5 cm mentre le barre sono da 100 cm. Ho ovviato a ciò utilizzando i distanziali esagonali da 4 mm, ovviamente allungando solo un lato per riflettore, utilizzando dado e controdado, distanziale per circa metà lunghezza, poi uno spezzone di barra filettata con altro dado e controdado fino a raggiungere la lunghezza desiderata. Serrare il tutto bene per evitare che si sfilino. Una volta tarata anche la versione VHF, che avrà un adattamento simile:

Ora si potranno innestare una sull’altra, completando la realizzazione. Ricordarsi di praticare 4 gole nella parte finale del tubo della UHF, in modo da innestarlo fino in fondo alla parte iniziale della versione VHF. Poi, in fase di installazione definitiva, bloccare il tutto con mastice oppure 2 viti (consigliabile per eventuale manutenzione).
Nella mia versione, per renderla un po’ più professionale ed evitare ossidazioni, ho ricoperto i vari elementi con guaina termorestringente come da foto seguenti:

 

 

 

N.B. Sul tubo ho marcato i radiatori ove sono collegati i capicorda dei centrali dei due cavetti RG-58 con DC e DL. DC sta per “Direttore cavo Corto”, mentre DL sta per “Direttore cavo Lungo”,nulla di più semplice. Ricordarsi di innestare le 2 antenne rispettando le stesse direzioni sovrapposte.

La turnstile è un’antenna monobanda, pertanto non è possibile, come su alcune YAGI, collegare insieme i due cavi e scendere in stazione con unica discesa, pertanto ci sono 2 opzioni: se la discesa non è eccessiva si può optare per discese separate ( poi dipende anche dagli apparati utilizzati, se VHF e UHF o dualband), oppure realizzare o acquistare un DIPLEXER 145-435 e procedere con unica discesa. Io utilizzo un ICOM IC-2730 dualband, pertanto necessito di unica discesa.
La realizzazione del diplexer non è difficile, si tratta di realizzare 5 induttanze in aria e saldarle con 5 compensatori per una regolazione migliore, oppure utilizzare condensatori fissi ottimizzando le induttanze spaziandole o restringendole.
Quello che ho realizzato io è a questo link:

https://radioclubtigullio.weebly.com/duplexer-144-430- hz.html

realizzato in una scatoletta di alluminio (non impermeabile, pertanto dovrò studiare come fare in merito), tarato sempre con il nanoVNA mettendo un carico su ingresso e VNA su uscita comune. Con un po’ di pazienza si porta tutto al minimo, l’importante è avere buoni compensatori che siano “regolabili” con facilità, quelli da me trovati, specialmente per le UHF, sono difficili da far girare. Oppure realizzare quello di I6IBE al link:

http://www.radioamatoripeligni.it/i6ibe/duplexer/duplexer.htm

oppure, se si vuole spendere 50-70 euro, si compra bello e fatto!
Nelle foto seguenti i valori di SWR ottenuti con il sistema realizzato, diplexer e circa 10 metri dicavo RG-58 provvisorio (da sostituire, a locazione definitiva, con cavo Hyperflex 5 o H-155).

 

 

Per rafforzare il tratto finale del tubo, in modo da poterlo bloccare con delle staffe al mast, ho fatto tornire da un amico un tubo di erthalon di circa 30 cm con la misura del diametro del tubo in plastica, con un foro al centro per permettere lo scolo dell’eventuale condensa o acqua che potrebbe ristagnare. Due fori filettati con 2 grani a brugola li fissano entrambi. Se si pensa di installare questo sistema in modo semi-permanente all’esterno, è buona norma proteggere i tubi in qualche modo. Personalmente ho optato per nastro vulcanizzante, ce ne vuole qualche metro ma consolida e protegge il tutto. Oppure utilizzare vernici protettive tipo marine o similari, ognuno troverà la soluzione appropriata.

Appena installata, prova di transito effettuata su AO-92 e ricevuta risposta da HB9WDF.Da fine settembre 2019 ad oggi (fine Dicembre 2019), realizzati circa 180 QSO con 28 paesi lavorati. Niente male, considerando che l’antenna ha vista parziale solo a NNE, avendo tutta la casa a schermare i segnali sulle orbite un po’ basse. Cambierà sicuramente in meglio una volta portata sul tetto.
Penso sia tutto, buona realizzazione e buon divertimento.

73 de IK6GZM Gianluca