La “linea a scaletta” o “ladder line” o linea bilanciata è uno dei segreti nascosti nel felice impiego di antenne multibanda non risonanti.
In tempi remoti unica linea di trasmissione utilizzata in ambito radioamatoriale, è costituita da due conduttori paralleli mantenuti ad una distanza regolare da una struttura isolante spesso con con delle finestre da cui prende il nome. E’ analoga alle piattine a 300 ohm in uso negli impianti tv fino agli anni ’70.
L’impedenza è in funzione della distanza tra i conduttori e varia da 300 a 450 ohm (nei modelli commerciali) fino a 600 ohm ed oltre nei modelli autocostruiti
Come suggerisce l’amico Richard WX2H utilizzando le clips chiudi sacchetto dell’Ikea (Bevara) o altre simili da almeno 10cm si realizzano ottimi distanziali per le linee bilanciate
Una interessante soluzione è anche quella suggerita da Leon VK3VGA basata su tubetto da irgazione e fascette in pvc
A differenza di quanto si possa pensare, una linea bilanciata non crea perdite o dispersioni o peggio ancora interferenze anzi….. Non presenta i difetti tipici dei cavi coassiali e sostiene senza difficoltà linee di trasmissione con alti valori di ROS. Inoltre essendo per natura bilanciata eventuali correnti di modo comune tendono naturalmente ad annullarsi … a condizione che i due bracci siano di lunghezza esattamente identica e mantenuti alla corretta distanza da separatori posti a distanza regolare. Per applicazioni mobili o temporanee è preferibile utilizzare i modelli commerciali da 300 e 450 ohm, leggeri e semplici da installare e smontare al temine delle attività. Anche se può dare impressione opposta, spesso risolve anche problemi di TVI.. ma non sempre purtroppo!
In istallazioni fisse è invece preferibile costruirsi una vera linea bilanciata come quella a 600 ohm sopra rappresentata anche per un semplice dettaglio tecnico: non servono giunzioni tra antenna e linea di trasmissione. Ideale quindi per alimentare dipoli o loop consentendo anche attività su bande diverse da quella di risonanza ed in generale ogni qualvolta si abbia a che fare con antenne con impedenza diversa da quella ottimale e si vogliano evitare i problemi ed i difetti derivanti dall’accoppiamento tramite cavo coassiale ed accordatore.
Pregi: supporta alte potenze e alti livelli di ros, basse perdite, insensibilità alle condizioni atmosferiche, estrema leggerezza, si può costruire in casa, bilanciata per costruzione.
Difetti: deve essere dimensionata correttamente, non può essere stesa a contatto o troppo vicina a superfici metalliche o a muri (mantenerla ad almeno 10cm). Per entrare all’interno della stazione la si può far passare attraverso un telaio in legno (due semplici fori) mantenendo la distanza, oppur utilizzare due tratti di cavo coassiale, a cui connettere ogni braccio ai soli conduttori centrali, ed entrare utilizzando aperture esistenti, ricostruendo poi la linea prima di collegarsi al balun o accordatore.
I distanziali possono essere costruiti partendo da sezioni di tubo in pvc per impianti elettrici o da lastrine di legno o plexiglass. Esistono in commercio anche prodotti belli e pronti creati allo scopo.
Come si può notare, in un cavo coassiale (in alto) esiste uno sbilanciamento tra i flussi rf ed è alto il riscio di ritorni/rientri. Con una linea bilanciata (in basso) questo non avviene in quanto in due bracci in opposizione non lo consentono
schematizzo le principali differenze tra diversi tipi di conduttori RF
tipo | pregi | difetti principali | impedenza | perdite |
RG-58 | leggero, reperibile, flessibile,costo medio-basso | alte perdite , qualità variabile | 50 ohm | 6.6 |
RG-213 | di medio peso,reperibile, costo medio | perdite medio-basse , mediamente rigido | 50 ohm | 4.8 |
linea 300ohm | leggera, basse perdite | sensibile all’umidita, scarsa tenuta in potenza, difficile reperibilità, costo medio-alto | 300 ohm | 0.55 |
linea 450ohm | leggera, basse perdite, buona tenuta in potenza, scarsa sensibilità all’umidità | reperibilità da scarsa a media, costo medio | 450 ohm | 0.45 |
linea 600ohm | leggero, bassissime perdite, grande tenuta in potenza, scarsa sensibilità all’umidità,realizzabile insieme all’antenna con materiali comunemente disponibili | autocostruzione | 600 ohm | 0.33 |
nb: perdite medie riferite a 100m di conduttore a 30mhz su linea correttamente terminata (fonte zs6hvb)
un esempio pratico nella sezione “antenne” -> all band doublet
per risolvere il problema dell’interfacciamento con una linea bilanciata esistono tre soluzioni per un agevole ingresso dei conduttori in stazione
- attraverso il telaio di una finestra in legno o pvc, praticando due fori paralleli a condizione di mantenere una distanza di sicurezza da materiali conduttori
- interrompere la linea in presenza di un muro o pannello di collegamento ed utilizzare quali conduttori temporanei di attraversamento due tratti paralleli di cavo coassiale (possibilmente da 10mm rg213 e simili e della stessa lunghezza), dei quali si useranno soltanto i conduttori centrali, per riprendere poi la linea bilanciata all’interno. I due schermi andranno collegati tra loro e messi a terra
- la terza soluzione, che però influisce in maniera negativa sulla linea, è quella di connettere un balun in corrente 1:1 appena prima di entrare in stazione e proseguire con un cavo coassiale fino all’interno. Questa soluzione può far ricadere sul tratto di cavo alti livelli di ros che potrebbero in parte vanificare i benefici della linea bifilare.
Sarebbe impossibile descrivere in maniera approfondita i pregi delle linee bilanciate in poche righe. Rimando quindi all’ottimo sito di Rick DJ0ip http://www.dj0ip.de/open-wire-fed-ant/ per ulteriori dettagli (purtroppo in lingua inglese)
M0DAD ha pubblicato una utile tabella con le caratteristiche costruttive (spaziatura conduttori) delle più comuni linee bilanciate in funzione del diametro del filo utilizzato (in realtà espresso in mm²).
La prima riga indica l’impedenza caratteristica.
300 Ω |
400 Ω |
500 Ω |
600 Ω |
|
8 mm² |
2.0cm |
4.6cm |
10.6cm |
24.4cm |
5 mm² |
1.6cm |
3.6cm |
8.4cm |
19.3cm |
3 mm² |
1.25cm |
2.9cm |
6.7cm |
15.3cm |
2 mm² |
1.0 cm |
2.3cm |
5.3cm |
12.2cm |
1,5 mm² |
0.80cm |
1.8cm |
4.2cm |
9.6cm |
0,8 mm² |
0.63cm |
1.4cm |
3.3cm |
7.6cm |
0,5 mm² |
0.50cm |
1.1cm |
2.6cm |
6.1cm |
0,3 mm² |
0.40cm |
0.90cm |
2.1cm |
4.8cm |