Antenne Veicolari Bibanda: Fissaggio Anteriore e Oltre

L'installazione di un'antenna veicolare bibanda per bande VHF e UHF, o anche monobanda, rappresenta una scelta comune per molti appassionati di radiocomunicazioni. La decisione su quale tipo di antenna scegliere e come installarla solleva spesso dubbi e discussioni, in particolare riguardo al tipo di fissaggio e alla sua efficienza. Le opzioni principali includono il fissaggio magnetico e l'installazione fissa tramite foro sul tetto o supporti dedicati.

Base Magnetica: Vantaggi e Svantaggi

Molti utenti preferiscono evitare di forare la carrozzeria del veicolo, optando per una base magnetica. Questa soluzione offre indubbi vantaggi in termini di praticità e reversibilità. La facilità di installazione e rimozione rende le antenne con base magnetica ideali per un uso temporaneo o per coloro che non desiderano alterare in modo permanente la propria auto. In caso di urto o di passaggio sotto ostacoli bassi, una base magnetica può "saltare" via, prevenendo danni maggiori all'antenna o al veicolo stesso.

Tuttavia, l'efficienza di un'antenna con base magnetica è un punto di dibattito. Alcuni sostengono che una base magnetica penalizzi le prestazioni dell'antenna, portando a una perdita di decibel significativa. Questo è dovuto principalmente alla questione della massa e dell'immagine dell'antenna.

Efficienza e Piano di Massa

Quando si parla di antenne, la "massa" comunemente definita è in realtà l'immagine dell'antenna. Un radiatore funziona solo se c'è la sua immagine; senza di essa, non avviene irradiazione. In un'antenna a stilo posta su una superficie metallica, come il tetto di un'auto, l'immagine si forma nella superficie metallica sottostante, a condizione che la calza del cavo coassiale sia collegata elettricamente a questa superficie nel punto in cui si divide con il polo caldo.

Con un'antenna dotata di base magnetica, l'immagine viene creata artificialmente dalla calza esterna del cavo coassiale. Questo spiega perché sui tetti in resina il rapporto di ROS (Onde Stazionarie) può essere modesto anche con una base magnetica. Le antenne magnetiche funzionano anche su un tavolo di legno perché la loro immagine è comunque generata dalla calza esterna del cavo.

È fondamentale comprendere che le antenne magnetiche sono considerate soluzioni provvisorie o di fortuna. Non offrono le stesse prestazioni di un'antenna installata correttamente su un cofano metallico. Il filo che si trasforma in immagine ha una resa mediocre e spesso presenta una certa direttività, poiché il lobo di radiazione è molto accentuato in corrispondenza del cavo coassiale. Le antenne da postazione fissa, infatti, sono dotate di radiali, impropriamente chiamati di massa o terra, che in realtà fungono da immagine dell'antenna. La terra serve principalmente a disperdere cariche elettrostatiche, fulmini e correnti parassite, non a creare l'immagine radiante.

Considerazioni sulla Velocità e la Sicurezza

Un aspetto cruciale nell'utilizzo di basi magnetiche, specialmente con antenne di una certa lunghezza, è la stabilità ad alte velocità. Una base magnetica da 15 cm può reggere tranquillamente gli 80 km/h in rettilineo. Tuttavia, con antenne più lunghe, come l'Hoxin SG-79000 da 1,6 metri, si sono verificati casi di sganciamento a velocità autostradali (circa 120 km/h), con conseguenti rischi per la sicurezza. L'antenna, sganciandosi, può danneggiare il cavo e diventare un pericoloso proiettile sulla strada. Pertanto, se si prevede di viaggiare ad alte velocità, è consigliabile optare per basi magnetiche più grandi (ad esempio da 160 mm) o valutare soluzioni di fissaggio più robuste.

Installazione Fissa: Forare o Non Forare?

L'installazione fissa dell'antenna, preferibilmente al centro del tetto, è considerata la soluzione migliore dal punto di vista tecnico. Forare il tetto garantisce un contatto elettrico ottimale con la carrozzeria, creando un piano di massa superiore e, di conseguenza, un'efficienza di irradiazione maggiore. In un'auto a tre volumi (con cofano anteriore e posteriore piani), il centro del tetto è il punto ideale per un lobo di irradiazione omnidirezionale.

Tuttavia, forare il tetto comporta la modifica permanente del veicolo. Le lamiere delle auto moderne sono spesso più sottili rispetto al passato, rendendole più suscettibili a danni in caso di urti. Questa preoccupazione spinge molti a evitare questa opzione.

Posizionamento su Auto a Due Volumi

Nelle auto a due volumi (con cofano anteriore e posteriore spiovente, come una VW Golf), il centro del tetto non corrisponde al centro dell'auto. L'antenna posta al centro del tetto genererà un lobo di irradiazione tutt'altro che omnidirezionale. In questi veicoli, il centro dell'auto, in termini di piano di massa ottimale, corrisponde alla parte anteriore del tetto.

È fondamentale considerare che il tetto in vetro non può essere considerato un piano di massa. Il piano di massa deve essere perpendicolare allo stilo radiante per garantire un funzionamento efficace. Un buon piano di massa è generalmente considerato una circonferenza alla base dello stilo radiante con un raggio pari a 1/4 o meglio 1/2 della lunghezza d'onda, più facile da ottenere in UHF che in VHF o CB.

Antenne Ripiegabili e Lunghezza dello Stilo

La ripiegabilità è una caratteristica desiderabile per le antenne veicolari, in quanto permette di ridurre l'ingombro dell'antenna quando non è in uso o durante il parcheggio in luoghi con altezza limitata. Antenne da 1,5 metri, come alcune versioni della serie SG-7900, pur essendo performanti, possono essere ingombranti e poco discrete, attirando l'attenzione.

L'uso di antenne più corte, come uno stilo 1/4 d'onda autocostruito su base magnetica, può essere una soluzione pratica per le comunicazioni in movimento, specialmente su ponti radio con potenze ridotte (es. 5-15W). Le antenne "bibanda" come la Comet SB4 o la Colibrì bibanda offrono un buon compromesso tra lunghezza e prestazioni. La Comet SB4, in particolare, è apprezzata per le sue prestazioni e affidabilità.

Antenne con guadagno elevato, sebbene potenti, possono presentare problemi nei lobi di irradiazione e soffrire meccanicamente. Una lunghezza eccessiva e una struttura articolata con bobine multiple, come in alcune antenne ad alto guadagno, possono rendere l'antenna inadatta all'uso in movimento a velocità elevate, causando svitamenti delle giunzioni e scarsa resistenza al vento. Per un uso in movimento, specialmente ad alte velocità, le antenne progettate per un utilizzo gravoso e con una maggiore robustezza meccanica sono da preferire.

Marche e Modelli di Antenne Veicolari

Sul mercato sono disponibili diverse marche e modelli di antenne veicolari bibanda. Le antenne SG-7900, commercializzate anche con il marchio Hoxin, sono note per il loro costo contenuto (circa 30 €) e prestazioni paragonabili a quelle delle antenne collineari. Tuttavia, presentano una scarsa serialità, il che significa che il centro banda potrebbe non essere quello dichiarato e richiede una verifica accurata. Per una maggiore affidabilità, marche come Diamond o Comet sono spesso consigliate.

Esempi di antenne bibanda includono:

• Comet SB4/SB3: apprezzate per le loro prestazioni e affidabilità.
• Hoxin SG-7900: economiche e performanti, ma richiedono verifica del centro banda.
• PDBX-B: antenna dualband veicolare con stilo in acciaio inossidabile regolabile, progettata per uso professionale e radioamatoriale, con frequenza 145-430 MHz, impedenza 50 ohm, configurazione 1/4 λ VHF + 5/8 λ UHF e altezza 50 cm.

Alternative all'Installazione sul Tetto

Oltre al fissaggio magnetico e al foro sul tetto, esistono altre soluzioni per l'installazione delle antenne veicolari:

• Supporto per il portellone posteriore: questa soluzione è comoda perché permette di lasciare l'antenna fissa, eliminando la necessità di rimuoverla ogni volta, come accade con la base magnetica. Inoltre, riduce le preoccupazioni legate alla resistenza al vento rispetto a una base magnetica sul tetto. Tuttavia, la staffa potrebbe scolorirsi nel tempo, e si consiglia di farla verniciare dello stesso colore dell'auto per estetica e preservazione. Spesso i cavi forniti con queste staffe sono di qualità medio-bassa.
• Montaggio su barra portatutto: un'altra opzione è il montaggio dell'antenna su una barra portatutto. Questa soluzione può offrire una buona stabilità e un piano di massa accettabile, a seconda del design della barra e del veicolo.
• Antenne interne per autoradio con miscelatore: alcuni utenti considerano la possibilità di sostituire l'antenna dell'autoradio con una bibanda e utilizzare un dipolo nel sottotetto per l'autoradio. Tuttavia, questa soluzione è sconsigliata dagli esperti, poiché può portare a una perdita significativa della ricezione FM Broadcasting. I miscelatori per antenne veicolari esistono, ma spesso sono limitati a una sola banda (es. VHF) e la soluzione complessiva di antenne interne e miscelatore non è generalmente performante.

Posizionamento Ottimale e Irradiazione

Il posizionamento dell'antenna sul veicolo influisce in modo significativo sul lobo di irradiazione. Per un'auto a tre volumi, il centro del tetto è ideale per un'irradiazione omnidirezionale. In un'auto a due volumi, il centro dell'auto, che corrisponde alla parte anteriore del tetto, è preferibile. Le simulazioni del lobo di irradiazione mostrano che la posizione dell'antenna e le dimensioni della superficie di massa influenzano fortemente la direzionalità del segnale. Superfici di massa ampie, specie quelle perpendicolari al radiatore, se eccessivamente decentrate rispetto al radiatore stesso, alterano sostanzialmente il lobo di irradiazione.

È importante sottolineare che elementi come la ruota di scorta esterna o il tettuccio in vetro non influiscono significativamente sul lobo di irradiazione. La chiave è la disponibilità di una superficie metallica continua che funga da piano di massa.

Considerazioni sul Cavo Coassiale

Il cavo coassiale gioca un ruolo cruciale nelle prestazioni dell'antenna. La qualità del cavo, la sua lunghezza e il modo in cui viene instradato possono influenzare l'efficienza complessiva del sistema. Cavi di bassa qualità, come l'RG 58 CU MIL di cui è spesso dotata la PDBX-B, possono introdurre perdite significative, specialmente ad alte frequenze o con potenze elevate. Un cavo coassiale scadente può anche perdere tanto, impedendo di passare potenze superiori a 5W senza il rischio di "cottura".

È essenziale che la calza del cavo coassiale sia correttamente collegata al piano di massa (la carrozzeria del veicolo) quando si utilizza un'antenna fissa. Tentativi di ottenere il contatto elettrico con un semplice filo e non attraverso il cavo coassiale sono inefficaci.

Approfondimenti su Massa e Immagine

Per evitare confusioni, è utile ribadire il concetto di massa e immagine in relazione alle antenne. La "massa" nel contesto delle antenne non è la terra fisica, ma piuttosto l'immagine che l'antenna crea per irradiare il segnale. Un radiatore, come lo stilo di un'antenna, necessita di un'immagine per funzionare correttamente.

In un dipolo, i due bracci formano l'antenna, con il cosiddetto "polo caldo" e il "polo freddo" (che in realtà è l'immagine dell'antenna). Quando un'antenna a stilo è montata sul tetto metallico di un'auto, l'immagine si forma nella superficie metallica sottostante, a condizione che la calza del cavo coassiale sia collegata elettricamente a questa superficie nel punto finale in cui si divide con il polo caldo.

Nelle antenne con base magnetica, l'immagine viene creata artificialmente dalla calza esterna del cavo coassiale. Questo è il motivo per cui le antenne magnetiche sono considerate soluzioni di fortuna e non offrono le stesse prestazioni di un'antenna installata in modo ottimale su una superficie metallica. La resa del filo che si trasforma in immagine è mediocre e il lobo di irradiazione può risultare direzionale a causa del cavo coassiale stesso. Le antenne da postazione fissa utilizzano radiali (impropriamente chiamati "di massa" o "di terra") per creare l'immagine dell'antenna. La terra, in questo contesto, serve per le cariche elettrostatiche, i fulmini e le correnti parassite, non per l'irradiazione del segnale.

Il segnale a radiofrequenza è una corrente e tensione alternata ad altissima frequenza. Non esiste un vero "polo caldo" e "polo freddo" nel senso di corrente continua, poiché la corrente scorre in entrambi i fili con fasi invertite. La divisione convenzionale del segnale in "polo caldo" e "calza" è nata con l'introduzione del cavo coassiale. Nelle linee bifilari (scaletta o ladder line), usate in passato, la corrente a RF scorreva in entrambi i fili. Nel cavo coassiale, la corrente a RF scorre nel cavo centrale e nella calza interna in opposizione di fase. Esternamente alla calza, idealmente, non dovrebbe esserci nulla. Tuttavia, con le antenne magnetiche e vari disadattamenti, la calza esterna può trasformarsi in "immagine", generando correnti di modo comune e rientri di RF. Comprendere questi concetti è fondamentale per ottimizzare le prestazioni delle antenne veicolari.

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