Probabilmente avrete già sentito parlare di antenna Random Wire: un semplice spezzone di filo elettrico unipolare, idealmente molto lungo, da un lato attaccato ad un palo o ad un albero e all’altro collegato solo al polo centrale (detto anche polo caldo) del nostro rtx, spesso usata come antenna di compromesso o di fortuna, quando non è possibile installare un dipolo o antenna più performante, oppure utile in caso di attività radio improvvisate effettuate in portatile.
Il termine random però non deve trarci in inganno: non si tratta meramente di prendere a casaccio un filo di “qualunque” lunghezza ed attaccarlo alla radio.
In linea di principio, più sarà corto il nostro cavo, meno saranno le bande su cui sarà possibile sintonizzare il nostro rtx, mentre non sempre sarà vero il contrario: non è detto che più lo facciamo lungo a piacere, più saranno le frequenze ascoltabili.
Un radioamatore o swl incuriosito dalla randomwire, potrebbe essere tentato di comprare una matassina di 10 o 20 metri esatti di cavo unipolare e scoprire con amarezza che non riceve assolutamente nulla ed il motivo è presto detto.
Nella decisione della lunghezza del cavo unipolare da impiegare come antenna Random Wire ci sono due regole fondamentali da seguire:
– la lunghezza minima del cavo deve essere almeno ¼ d’onda della banda più bassa che si desidera ascoltare (se ad esempio voglio fare ascolto su 40metri, la lunghezza minima del cavo deve essere almeno 10m ossia ¼ di 40m, di più si, di meno no);
– la lunghezza effettiva del cavo non deve essere un multiplo preciso del ¼ d’onda, di 1/3, di ½ o dell’onda intera che vogliamo ascoltare (ad esempio, se voglio ascoltare sui 40 metri il cavo non deve mai essere esattamente di 10,20,30 o 40 metri). Se infatti il cavo dovesse essere lungo un multiplo della lunghezza d’onda e delle sue armoniche, l’impedenza vista dalla radio sarebbe così alta tale da rendere impossibile la ricezione o trasmissione.
Potete approfondire queste ed altre nozioni sulle randomwire direttamente sul sito dell’ARRL
In rete si trovano alcune tabelle già pronte con le lunghezze consigliate, ma spesso si tratta di valori espressi in piedi anziché in metri e comunque riferiti alle frequenze del bandplan americano.
Mi sono imbattuto in questo sito https://udel.edu/~mm/ham/randomWire/ che, anziché darci la tabella pronta, permette di eseguire un codice in linguaggio C o in MATLAB, scritto dal collega Mike AB3AP, adattabile in base alle nostre esigenze. In particolare mi sono concentrato sul programma scritto in C.
Questo programma non fa altro che tracciare un grafico che appunto segue le due regole descritte sopra: il requisito di lunghezza minima e il requisito di evitare la lunghezza della mezz’onda e le sue armoniche (di default fino al quarto ordine).
Per la precisione, il programma in C genera un output di testo con le frequenze delle armoniche “fastidiose”, quelle da evitare. Col programma gnuplot (liberamente scaricabile) è possibile trasformare questi valori in un grafico, di più facile comprensione.
Dalle prove effettuare dal collega AB3AP, come potete vedere dal suo sito, risulta evidente che sia fisicamente impossibile realizzare un’antenna randomwire capace di sintonizzare contemporaneamente tutte le bande da 6m fino ai 160m, mentre è possibile realizzare un’antenna che vada dai 10 ai 160 m con un cavo di lunghezza 135 piedi, ossia 41,148 metri (i valori riportati in quel sito però si riferiscono al bandplan americano, che per alcune bande differisce dal nostro).
Come regola generale, più bande si vogliono ascoltare con lo stesso cavo, maggiore sarà la probabilità di “conflitti” tra le armoniche.
Ho preso il codice in linguaggio C realizzato dal collega radioamatore Mike AB3AP e l’ho adattato al nostro Bandplan IARU HF Regione 1 e al nostro sistema di misura (in cui le lunghezze sono espresse in metri anziché in piedi), in modo che lo possiate liberamente adattare alle Vs esigenze (ad esempio eliminando o restringendo alcune bande di vs interesse). Potete scaricarlo da qui
Ho dovuto parimenti adattare anche il file di configurazione di gnuplot rw.gnu, che invece potete scaricare da qui.
Il codice di esempio da me modificato, vi considera come banda più bassa quella dei 40metri, ma se volete siete liberi di modificarlo aggiungendo le bande 60,80 e 160 semplicemente togliendo i caratteri “/*” che servono a commentare quella riga specifica.
Ricordate inoltre di modificare il valore della variabile loFreq_Mhz che rappresenta, il valore del limite inferiore , espresso in MHz, della banda più “lunga” che vogliamo ascoltare (in questo caso 7Mhz per i 40metri).
Compilate il codice sorgente in modo che rw.c diventi rw.exe
Aprite il prompt dei comandi e digitate:
rw.exe > f
in questo modo l’output del programma anziché andare a video andrà a finire nel file di nome “f”
assicuratevi di avere installato gnuplot e di avere messo nella stessa cartella in cui è presente il file “f” anche il file di configurazione “rw.gnu” creato ad hoc per questo scopo.
lanciare il comando:
gnuplot rw.gnu
questo comando vi produrrà il file f.png, il grafico in cui le zone colorate sono quelle da evitare, mentre le zone bianche sono quelle consigliate per scegliere la lunghezza del nostro filo.
Ad esempio, questo è il grafico che si ottiene per una randomwire capace di fare dai 10 ai 40metri
questo grafico rispetta perfettamente le due regole fondamentali che abbiamo citato prima: si evince che un cavo di 11 metri di lunghezza è adatto a ricevere e trasmettere in 40m mentre non lo sarà un cavo da 10,20,30 e 40 o un cavo più piccolo di 10 m (che sarebbe appunto ¼ di 40m).
L’autore del programma in C, nel file di esempio, ha tenuto conto delle armoniche fino al 4 ordine, ma lo ha impostato in maniera tale, che se vogliamo essere più pignoli, possiamo aumentare il numero di ordine delle armoniche di cui tenere conto (cambiando il valore di stop nell’ultima riga di codice).
Vediamo ad esempio cosa succede se considero le armoniche fino al 7 ordine per una randomwire fino a 40 metri:
dal confronto con il grafico precedente, sembra che siano comparsi nuovi valori da evitare in alcuni intervalli, ma 11 metri di cavo sembrano ancora un valore accettabile.
A titolo di esempio, proviamo a vedere cosa accadrebbe se volessi considerare anche la banda dei 60 e degli 80m (tenendo conto solo delle prime quattro armoniche):
Come potete vedere, il grafico si infittisce (aumentano le collisioni tra le armoniche): un possibile cavo candidato, per operare fino ad 80m, potrebbe essere di lunghezza 21 metri.
Chiaramente la lunghezza del cavo non è l’unico fattore da tenere in considerazione, i valori potrebbero essere influenzati dall’altezza del cavo rispetto a terra o dalla modalità con cui viene posato (orizzontale o slooper o verticale).
Se avete problemi di ROS alto in fase di trasmissione, potrebbe essere opportuno installare un radiale di messa a terra, quindi collegato alla massa della radio, di lunghezza pari al ¼ d’onda della frequenza sulla quale volete trasmettere.
Ricordatevi di non esagerare con le potenze di trasmissione perché nella random wire, l’elemento radiante è collegato direttamente al polo caldo della vs radio, quindi se sparate 100W di potenza ve li troverete direttamente in casa a pochi centimetri da voi e credo che non faccia proprio bene alla vs salute. Nessun problema invece per il QRP in portatile (la mia attività preferita).