Teoria e funzionamento antenna Windom multibanda per le HF

Scopriamo la teoria di funzionamento e le specifiche progettuali dell’antenna Windom multibanda per le HF, antenna di tipo dipolo con punto di alimentazione sfasato dal centro.

    Introduzione

Concepita intorno agli anni 20 del novecento da Loren Windom, radioamatore con sigla W8GZ, la Windom antenna è un tipo di dipolo caratterizzato dal fatto che il punto di alimentazione non è al centro dei due bracci ma sfasato in modo da avere un braccio più corto ed uno più lungo e cavo di discesa collegato a circa un terzo della sua lunghezza mediante un balun 6:1. Questa configurazione permette all’antenna di operare su più bande HF, sfruttando le armoniche del dipolo.

Le caratteristiche di quest’antenna offrono diversi vantaggi tanto da farla preferire da molti rispetto al dipolo classico multibanda.

La versione originale dell’antenna Windom era un dipolo alimentato al centro con un ritorno di terra. Questa configurazione non era molto efficiente e l’antenna aveva un’impedenza non adattabile ai cavi coassiali. Per risolvere queste problematiche, a seguito di diverse sperimentazioni, fu spostato il punto di alimentazione a circa un terzo della sua lunghezza e si scoprì che questa modifica migliorò l’efficienza dell’antenna e rese possibile l’utilizzo di un balun 6:1 per adattare l’impedenza al cavo coassiale.

L’antenna Windom è un’antenna molto popolare tra i radioamatori in quanto è relativamente semplice da costruire e offre buone prestazioni su diverse bande HF. L’antenna può essere installata in verticale o in orizzontale, e può essere utilizzata sia per le trasmissioni che per le ricezioni.

    Descrizione tecnica

L’antenna Windom è un’antenna di tipo passivo di tipo dipolo lungo mezza lunghezza d’onda della frequenza più bassa su cui l’antenna deve operare. Ad esempio, per operare sulle bande da 160 a 10 metri, il dipolo deve essere lungo 160/2 = 80 metri.

Il balun 6:1 è un trasformatore di impedenza che converte l’impedenza del dipolo, che è tipicamente di 200-300 ohm, in un’impedenza di 50 ohm, che è adattabile al cavo coassiale.

    Funzionamento

L’antenna Windom funziona sfruttando le armoniche del dipolo. L’armonica più bassa è la fondamentale, che corrisponde alla frequenza più bassa su cui l’antenna deve operare. Le armoniche successive sono multipli della fondamentale, e hanno lunghezze d’onda che sono frazioni della lunghezza d’onda della fondamentale.

Ad esempio, la fondamentale dell’antenna Windom da 80 metri è di 3,5 MHz. Le armoniche successive sono di 7,0 MHz, 14,0 MHz, 21,0 MHz, ecc.

Quando l’antenna viene alimentata sulla fondamentale, l’alimentazione viene distribuita su tutte le armoniche. Ciò significa che l’antenna può operare su tutte le bande HF, sfruttando le armoniche pari.

    Vantaggi e svantaggi

Come tutte le antenne multibanda anche la Windom presenta dei compromessi da mettere in conto. Tuttavia una serie di vantaggi la rendono molto utilizzata. Elenchiamo di seguito i vantaggi e svantaggi di quest’antenna.

Vantaggi
- È un’antenna multibanda, ovvero può operare su diverse bande HF.
- È relativamente semplice da costruire.
- È un’antenna passiva, ovvero non richiede alimentazione elettrica.
- Non sono necessarie trappole per farla funzionare sulle diverse bande HF.

Svantaggi
- L’impedenza dell’antenna è variabile a seconda della frequenza, quindi è necessario utilizzare un balun per adattarla al cavo coassiale.
- L’antenna può presentare un’impedenza non adattabile al cavo coassiale a basse frequenze, ad esempio sulla banda da 160 metri.

    Approfondimento

Nel video che segue, pubblicato da Gianluca IW7EBB sul suo canale YT, viene descritta la teoria di funzionamento, montaggio e test On-Air dell’antenna Windom.

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