Antenna Loop per VLF

Progetto e realizzazione IWØBZD Giuseppe Accardo

L'antenna loop in banda VLF costituisce un metodo valido per l'ascolto dei segnali presenti in banda il minimo ingombro e la versatilità ne fanno un elemento immancabile nell'ascolto amatoriale delle VLF.. 

E' un'antenna capace di ricevere la componente magnetica del campo EM, la frequenza di impiego e le prestazioni sono imposte dalle dimensioni fisiche e dalla resistenza interna propria del  loop. .

Il prototipo presentato, facilmente riproducibile con materiale di comune reperibilità, ha delle prestazioni ottimali per la ricezione nel range di frequenza compreso fra 500Hz e 22KHz.. Più in basso perde sensibilità. Il sistema è direzionale pertanto migliorie alla ricezione possono essere apportate con un accurato posizionamento.

Caratteristiche

Dalle caratteristiche di lato riportate ci si rende conto che ci si trova di fronte un sistema che, se pur considerabile un primo livello, presenta prestazioni di tutto rispetto accompagnate da una elevatissima robustezza meccanica. La robustezza meccanica fa si che il sistema non entri facilmente in risonanza a causa delle oscillazioni a bassa frequenza causate vento od altri eventi meteorologici e garantisca una stabilità di ascolto con quasi tutte le condizioni meteorologiche tollerabili.

Un'antenna di questo genere consente interessanti ascolti in banda VLF come le stazioni Omega, RDL e tutta una serie di fenomenologie più o meno studiate di origine magnetica o meteorologica presenti normalmente in banda. Non è idonea per l'ascolto di segnali naturali di origine geomagnetica o comunque segnali al di sotto dei 500Hz.

La costruzione è semplice. In un tubo da termoidraulica di circa m.2.80 ricoperto in spesso materiale isolante e del diametro esterno di 18mm, bisogna inserire circa 3 metri di filo 25 coppie per uso telefonico.  Successivamente piegare il tubo fino ad ottenere un cerchio. Preparare una scatola per impianti elettrici (vedi foto) e fissare sul dorso una piastra di materiale isolante della stessa grandezza della scatola; questa piastra ha il compito di sostenere meccanicamente il sistema e tenere ben stabile il loop nel suo lato inferiore. All'interno di questa scatola vengono fissati con due piastrine in allumino gli estremi del loop,  successivamente si dovrà far passare un tubo per impianti plastico di  diametro idoneo che servirà da passante per il palo di sostegno.

 Realizzata la parte meccanica si può procedere con un saldatore una spellafili un tester e tanta pazienza ad effettuare tutte le connessioni atte a trasformare il filo 25 coppie in 50 spire avvolte all'interno del tubo. Saldature ben fatte, controllate e successivamente coperte con della guaina termorestringente conferiranno all'insieme la necessaria stabilità elettrica e meccanica.  

Per realizzare il sostegno del sistema è necessario realizzare un supporto solido nella parte superiore del loop che farà da fermo per il palo, questo viene realizzato creando un collare in alluminio da 1mm di spessore che, opportunamente sagomato e rivettato ad un giunto plastico per tubi da impiantistica, consente di creare l'appoggio necessario a sostenete il peso del sistema nella sua parte superiore. Le immagini dovrebbero essere abbastanza esplicative. Il palo adottato, almeno nella parte iniziale del sostegno e assolutamente nella parte che lo attraversa, dovrà essere di materiale isolante.

Attraverso il tratto di tubo in plastica fissato alla scatola, viene inserito un palo in legno (manico da utensile da giardino trattato per resistere agli agenti atmosferici).   Questo viene fissato sia alla parte superiore che nel passante della scatola in modo solido ed efficiente, non deve esistere in questa connessione meccanica alcun gioco.

Un poco di silicone per meglio sigillare tutte le giunture e tutti i punti dove potrebbe infiltrarsi dell'acqua completano il lavoro. L'ultima fase è il collegamento ai capi del loop del cavo schermato. Il cavo schermato, costituito da due centrali ed uno schermo,  va collegato nel seguente modo: ogni centrale ad un capo dell'avvolgimento e la calza da un solo lato del tubo di schermo in rame. Adesso si potrà chiudere la scatola.

Per poter ricevere i segnali captati dalla loop è  necessario un preamplificatore questo dovrà essere fissato direttamente sotto l'antenna e le sue caratteristiche influenzeranno di molto il rendimento del sistema.

Una delle soluzioni adottate è realizzata con un circuito integrato OP27 e va a sostituire una precedente versione inizialmente adottata ben più complessa e non proprio soddisfacente. Lo schema adottato è quello già presentato da Renato Romero sul sito www.vlf.it con qualche piccolissima variante.

Io ho aggiunto due lampadinette al neon all'ingresso fra ognuno dei capi dell'ingresso del loop e massa che hanno il compito solamente di protezione statica, poi anche se sul circuito stampato è previsto,  ho omesso il trimmer di regolazione di offset che, anche se presente in molte realizzazioni e nelle indicazioni fornite dal costruttore del circuito integrato ha dato spesso più problemi che benefici. 

Il circuito Integrato  adottato presenta le caratteristiche necessarie sia di guadagno che di linearità e bassissimo rumore idonee all'ascolto delle VLF. lo schema deriva direttamente "dall'application note" del  circuito integrato e non è nulla di complesso questa è la soluzione adottata nella maggioranza dei sistemi di ricezione di questo tipo, ciascuna con le sue personali varianti.

Il cavo di collegamento impiegato dovrà necessariamente essere un cavo schermato possibilmente doppio in modo tale da poter portare anche l'alimentazione di pochissimi mA al preamplificatore e trasportare il segnale verso la scheda audio del PC.

Per alimentare il tutto una batteria da 12V è più che sufficiente ma, data la tipologia di ascolti è consigliabile dotare il sistema di un alimentatore stabilizzato e filtrato. Ho realizzato questo alimentatore in modo da poter avere un unico connettore verso l'antenna e una uscita di segnale verso il PC in modo da minimizzare i collegamenti e poter eventualmente attraverso questo sistema poter pilotare direttamente i due canali della scheda audio uno con la loop e l'altro con un altro sorgente che potrebbe essere il ricevitore di campo elettrico.   

Questa realizzazione rientra nella logica dei sistemi riceventi di campo magnetico che potremmo definire convenzionali, ormai in funzione da diversi anni in un programma di monitoraggio continuo, ha sempre fornito ottime prestazioni anche se installato  in prossimità di insediamenti urbani sorgente di innumerevoli disturbi. 

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