Scopo delle presenti note è quello di fornire indicazioni minimali per l’installazione e l’utilizzo di una stazione radio ad onde corte (HF) su Land Rover Defender, comunemente in uso presso gli ambiti di protezione civile e delle ong. Nello specifico viene indicato come adattare una antenna auto-sintonizzante modello Codan 9350 per gli usi comunicativi a breve e media distanza, solitamente ottenibili con propagazione per onda riflessa.
La propagazione delle onde radio nello spettro 2 – 30 MHz segue comportamenti complessi e variabili in relazione allo stato elettrico della ionosfera, si rimanda pertanto alla bibliografia specifica l’approfondimento di questa argomentazione, lasciando alle seguenti note il compito di fornire informazioni essenziali.
Ionosfera
La ionosfera è rappresentata da uno strato di elettroni, atomi e molecole caricati elettricamente, che si estende da un'altezza di circa 50 km a più di 1.000 km. La densità di queste cariche libere, detto ionizzazione, dipende principalmente dalla quantità di radiazione ricevuta dal Sole. Quindi c'è un effetto diurno (ora del giorno) e un effetto stagionale (distanza dal sole). L'attività del Sole è associata al ciclo delle macchie solari, più macchie solari equivalgono a più radiazioni emesse. Le radiazioni ricevute dalla terra variano anche in base alla posizione geografica (zone polari, medie latitudini e regioni equatoriali). Esistono anche fenomeni che disturbano la ionosfera e riducono la ionizzazione, come i brillamenti solari e il rilascio associato di particelle cariche nel vento solare che raggiunge la Terra e interagisce con il suo campo geomagnetico. La ionosfera non è quindi uno strato uniforme ma è rappresentato da più livelli (strati D – E – F ) aventi densità di ionizzazione variabile in funzione delle situazioni sopra richiamate
Propagazione delle onde radio sulle onde corte
Le zone ionizzate (strati D – E – F ) sono in grado di assorbire o riflettere le onde radio nello spettro 2 – 30 MHz. Le onde radio riflesse dalla ionosfera tornano sulla terra e possono essere nuovamente riflesse verso la ionosfera innescando più “salti” dell’onda e quindi incrementando la distanza della comunicazione (DX). Anche l’angolo di radiazione dell’antenna è importante, più è basso più si ottengono riflessioni a lunga distanza.
- Lo strato D e presente solo di giorno ed è in grado di assorbire le frequenze inferiori a 5 MHz, e comunque di attenuare quelle comprese tra i 7 e i 10 MHz
- Lo strato E è presente prevalentemente di giorno ed è in grado di riflettere le onde radio comprese tra i 7 e i 10 MHz attenuate dallo strato D
- Lo strato F è sempre presente, ma durante il giorno ha una estensione maggiore ( F = F1 + F2). Le onde radio sono riflesse da 1,8 a 30 MHz.
NVIS
NVIS, o Near Vertical Incidence Skywave è una modalità di propagazione delle onde radio che prevede l'uso di antenne con un angolo di radiazione molto alto, che si avvicina alla verticale (90°), sfruttando prevalentemente la comunicazione sull’onda di primo salto. Attraverso l’impiego di una frequenza appropriata, al di sotto della frequenza critica, ma al di sopra della frequenza di assorbimento dello strato D, si possono stabilire comunicazioni affidabili entro un raggio di qualche centinaio di Km. Con angolo di incidenza molto alto, dai 5 ai 7 MHz l’attenuazione dello strato D risulta minore.
Un angolo di radiazione verticale, si può ottenere con una antenna filare posizionata ad una altezza dal suolo pari a 0,1 – 0,2 della lunghezza d’onda di lavoro ( 7 MHz), tipicamente 3-4 metri dal suolo. Per uso mobile sono invece utilizzabili antenne verticali opportunamente ripiegate verso il parallelo con il suolo.
Antenna Codan 9350
L’antenna Codan 9350 è una antenna professionale per uso mobile, operante nella gamma delle onde corte e comprendente:
- un accordatore automatico inserito in un elemento cilindrico
- una base quadrangolare antivibrante
- una molla di congiunzione tra elemento accordante ed elementi radianti
- uno stilo radiante in fibra rigido
- uno stilo radiante in acciaio inox molto flessibile
L'antenna, in abbinamento alle apparecchiature ricetrasmittenti prodotte da Codan, viene automaticamente accordata a bassa potenza prima del normale esercizio. In caso di abbinamento con altre apparecchiature è necessario provvedere alla realizzazione di una interfaccia per il pilotaggio a bassa potenza del complesso sintonizzante. Raggiunto l'accordo a minimo ROS, la sintonizzazione automatica si arresta e si può procedere all'esercizio a piena potenza. Esempi di possibili interfacce sono riportati in fondo all'articolo.
Le caratteristiche di affidabilità, rosbustezza e semplicità d'uso, rendono l'antenna particolarmente adatta agli impieghi nel settore militare, governativo, umanitario, di protezione civile ecc. Le comunicazioni possono avvenire per onda di terra (qualche decina di Km) o per onda riflessa DX o meglio NVIS.
Ai fine di rendere compatibile questa antenna per un utilizzo NVIS nelle gamme attorno ai 7 MHz, si può sostituire lo stilo originale con quatto sezioni di antenna innestabile verticale (2x MS116 – 1 x MS117 – 1xMS118) del tipo in uso alle forze armate e reperibili dal mercato surplus militare. Gli stili vanno avvitati tra loro e l'ultimo (MS116) va collegato all''innesto a molla, rivestito in gomma, della base AB 15GR., molto flessibile ed in grado di rendere reclinabile l'antenna di 90°. La molla deve essere prima separata dalla base in porcellana dell'AB15GR e collegata, attraverso canotto filettato femmina-femmina di ottone da realizzare al tornio, alla vite di testa della molla dell' antenna Codan.
Installazione antenna su Defender 90
L’antenna può essere montata indifferentemente sul parafango anteriore o sulla parte posteriore del veicolo Defender. Il montaggio posteriore è quello che meglio si presta per l’utilizzo NVIS, anche perché, a veicolo rigorosamente fermo, è possibile inclinare l’antenna dalla parte opposta al senso di marcia, aumentando la distanza virtuale del suolo a oltre 2 m.
Per il collegamento è indispensabile costruire due staffe in acciaio inox.
Per quanto riguarda la scelta del ricetrasmettitore ad onde corte da installare a bordo del veicolo, è necessario riferirsi alla tipologia di impiego prevista. Alle nostre latitudini e per un uso generico di comunicazione in fonia, conviene riferirsi ad apparecchi compatti di tipo amatoriale (Yaesu, Icom, Kenwood..) che risultano di costo relativamente modesto. Per applicazioni speciali, dove necessita una maggiore sicurezza del collegamento (ottenibile con modo digitale) e per impieghi in zone climaticamente gravose, è necessario riferirsi al mercato professionale (Codan, Barrett, Harris..).
In ogni caso è opportuno orientarsi su apparecchi con frequenze comprese da 1,6 a 30 MHz aventi potenza di almeno 100W
L’apparecchio andrà alimentato direttamente dalla batteria del veicolo con cavi FG4 (isolamento con gomma siliconica) di sezione minima 6 mm2 e lunghezza massima 2 m. Ogni cavo dovrà essere protetto da fusibili rapidi da 20 A (per 100 W) posti immediatamente dopo l'attacco della batteria. Nei pressi del connettore di alimentazione della radio andranno poste invece due ferriti per il blocco di eventuali disturbi.
Per il collegamento dell’antenna alla radio si potrà utilizzare un cavo a 50 ohm di impedenza con diametro contenuto (per 100 W è sufficiente un cavo RG 58 A/U st. mil) con connettore PL259 da proteggere con nastro vulcanizzante lato esterno.
Operazioni di sintonia
L'impiego di apparecchiature ricetrasmittenti diverse da quelle prodotte dalla Codan, come possono ad esempio essere quelle radioamatoriali (Icom, Yaesu, Kenwood, ecc) rende necessaria l'adozione di semplici interfacce per accordare l'antenna 9350 con la semplice pressione di un pulsante "TUNE". Questi circuiti provvedono alla riduzione automatica della potenza attraverso il pilotaggio dell' ALC nonchè al comando del PTT.
Queste operazioni possono tuttavia essere effettuate manualmente in modo "elementare" e si adattano a quasiasi modello di radio. La soluzione è semplice e non richiede collegamenti "di servizio" alle apparecchiature: in pratica è sufficiente collegare il solo cavo coassiale alla radio riducendo la potenza di trasmissione a circa 10 W con modulazione FM, l'antenna andrà alimentata direttamente dalla sorgente (batteria) pin A (+), pin B (-). Attraverso un pulsante il negativo (- massa) andrà inviato sull'ingresso Tune (pin C) dell'antenna. Premendo anche il PTT della radio, si otterrà la sintonia del sistema. A questo punto si impostano la potenza e il tipo di modulazione (SSB) definitivi.
