Un Ugly Balun, noto anche come strozzatore coassiale o coax choke, è uno dei modi più semplici ed efficaci per sopprimere le correnti di modo comune indesiderate su una linea di alimentazione d’antenna. Avvolgendo un cavo coassiale in una bobina in aria correttamente dimensionata, i radioamatori possono ridurre le interferenze RF, stabilizzare il comportamento dell’antenna e migliorare l’efficienza complessiva della stazione. Il Designer Ugly Balun (strozzatore coassiale) qui sotto aiuta a determinare il numero ideale di spire, il diametro della bobina e la lunghezza del cavo necessari per la gamma di frequenze desiderata. Basta inserire i propri valori per ottenere una configurazione di choke ottimizzata, pensata per un funzionamento affidabile e ben bilanciato.

Guida completa alla progettazione e all’uso di un Ugly Balun (strozzatore coassiale)

Una spiegazione dettagliata di ingegneria RF per radioamatori, autocostruttori di antenne e appassionati di compatibilità elettromagnetica.

Un Ugly Balun, spesso chiamato semplicemente strozzatore coassiale, è una delle soluzioni più pratiche ed efficaci per controllare le correnti di modo comune in un sistema d’antenna radioamatoriale. A differenza dei balun con nucleo in ferrite, un Ugly Balun viene realizzato semplicemente avvolgendo il cavo coassiale in un’elica ad aria con dimensioni controllate. Questa costruzione lineare e accessibile lo rende estremamente popolare tra gli operatori HF, chi lavora in portatile, gli utenti QRP e gli sperimentatori di antenne che hanno bisogno di una soluzione di choking affidabile senza materiali speciali.

Il Designer Ugly Balun (strozzatore coassiale) qui sopra calcola il numero di spire consigliato, il diametro della bobina, la lunghezza del cavo coassiale e l’impedenza di blocco approssimativa per la frequenza o la banda di destinazione. L’articolo approfondito che segue spiega come e perché questi choke funzionano, in che modo migliorano le prestazioni dell’antenna e quali fattori influenzano la loro efficacia.

Che cos’è un Ugly Balun e perché si usa

Un Ugly Balun è essenzialmente un choke balun 1:1 ottenuto avvolgendo il cavo coassiale in una bobina in aria. Il suo scopo principale non è la trasformazione d’impedenza, ma la soppressione delle correnti di modo comune. Nei sistemi d’antenna, le correnti di modo comune compaiono tipicamente sulla superficie esterna della schermatura del coassiale, dove possono causare:

ritorno di RF nelle apparecchiature

diagrammi di radiazione distorti

captazione di rumore

instabilità del diagramma nelle antenne multibanda

esposizione RF indesiderata o interferenze

prestazioni SWR scadenti perché la linea di alimentazione diventa parte dell’antenna

Costringendo la corrente indesiderata sulla schermatura ad attraversare una forte reattanza induttiva, il choke coassiale riduce questi effetti e stabilizza il sistema d’antenna.

Poiché l’Ugly Balun è costruito con lo stesso cavo coassiale usato come linea di alimentazione dell’antenna, offre un’eccellente gestione della potenza, buone prestazioni a larga banda sulle HF e un rischio minimo di surriscaldamento rispetto ai choke in ferrite utilizzati oltre i loro limiti nominali.

Come si formano le correnti di modo comune su una linea di alimentazione

Le correnti di modo comune si presentano quando il sistema d’antenna diventa sbilanciato oppure quando la linea di alimentazione si comporta come parte della struttura radiante. Diverse condizioni favoriscono questo fenomeno:

Uso di linee sbilanciate con antenne sbilanciate
Esempi tipici sono le antenne end-fed half-wave o i dipoli off-center-fed, che spesso portano corrente sulla schermatura del coassiale.

Messa a terra non corretta
Una messa a terra di stazione insufficiente o l’assenza di un adeguato percorso RF di ritorno incoraggiano la corrente a viaggiare sulla schermatura del coassiale invece di ritornare attraverso l’antenna.

Ambienti asimmetrici
Strutture metalliche, terreno irregolare, edifici e altri oggetti conduttivi vicini possono creare condizioni di squilibrio.

SWR elevato o funzionamento multibanda
A certe frequenze, la linea coassiale può entrare in risonanza e diventare parte del sistema radiante.

Un Ugly Balun progettato correttamente fornisce la reattanza induttiva necessaria per bloccare o ridurre drasticamente queste correnti indesiderate.

Come funziona un Ugly Balun

L’Ugly Balun si comporta come un choke in aria, aggiungendo impedenza induttiva alla superficie esterna della schermatura del coassiale. La sua efficacia aumenta generalmente quando:

aumenta il numero di spire

aumenta il diametro della bobina

aumenta la frequenza, entro un certo limite

Il choke fornisce la massima soppressione quando la sua reattanza induttiva è significativamente più alta dell’impedenza del percorso della corrente di modo comune indesiderata. In pratica, spesso si puntano i seguenti valori di impedenza di choking:

500 ohm per una riduzione di base

1000 ohm per una buona soppressione

1500–3000 ohm per una soppressione eccellente, tipica nelle stazioni contest o nelle installazioni a basso rumore

Il calcolatore qui sopra stima una configurazione pratica per raggiungere questi valori nelle tipiche gamme operative HF.

Fattori che influenzano le prestazioni di un Ugly Balun

Anche se l’Ugly Balun è semplice, il suo comportamento dipende da diversi parametri fisici ed elettrici.

1. Diametro della bobina

Bobine di diametro maggiore migliorano generalmente l’impedenza di choking alle frequenze più basse. I diametri comuni sono:

4–6 pollici per la gamma HF media

7–10 pollici per la parte bassa delle HF o la banda degli 80 metri

3–4 pollici per le bande HF alte o l’uso portatile QRP

2. Numero di spire

Un numero maggiore di spire aumenta l’induttanza. Valori tipici:

6–8 spire per le bande HF più alte

10–12 spire per 20–40 metri

12–16 spire per 30–80 metri

3. Tipo di coassiale e fattore di velocità

Diversi tipi di coassiale, come RG-58, RG-213, LMR-240 e LMR-400, variano per flessibilità, diametro e fattore di velocità, influenzando così le caratteristiche del choke.

4. Frequenza operativa

Gli Ugly Balun funzionano al meglio su una porzione limitata dello spettro HF. Alle frequenze più alte, la capacità distribuita tra le spire adiacenti del cavo riduce l’efficacia.

Per questo motivo il calcolatore restituisce valori ottimizzati per la gamma di frequenze prevista invece di una soluzione universale valida per tutto.

Progetti tipici di Ugly Balun per le bande radioamatoriali

Di seguito una tabella pratica di riferimento per le bande HF radioamatoriali:

Banda | Diametro | Spire | Lunghezza approssimativa del coassiale

10 m | 4″ – 4.5″ | 5–6 | 1.0 – 1.3 m
12 m | 4.5″ – 5″ | 6–7 | 1.3 – 1.7 m
15 m | 5″ | 7–8 | 1.6 – 2.0 m
17 m | 6″ | 8–9 | 2.0 – 2.4 m
20 m | 6″ – 7″ | 9–11 | 2.4 – 3.2 m
30 m | 7″ – 8″ | 11–13 | 3.0 – 3.7 m
40 m | 8″ – 10″ | 12–14 | 3.5 – 4.5 m
80 m | 10″ – 12″ | 14–18 | 4.5 – 6.0 m

(I valori variano in base al tipo di coassiale e alla spaziatura delle spire.)

Vantaggi dell’uso di un Ugly Balun

Elevata capacità di gestione della potenza

Il cavo coassiale può gestire molta più potenza rispetto ad anelli in ferrite di dimensioni simili, risultando ideale per il contesting HF.

Costo ridotto e costruzione semplice

Richiede soltanto cavo coassiale e una forma cilindrica.

Resistenza al surriscaldamento

Non ci sono materiali in ferrite che possano saturarsi o scaldarsi durante trasmissioni prolungate.

Ottimo per uso portatile e sul campo

Una bobina di coassiale funziona bene come parte di un sistema d’antenna portatile leggero.

Efficace sulle HF, specialmente tra 3 e 30 MHz

Adatto a dipoli, verticali, antenne OCF, antenne end-fed e random wire.

Limiti dell’Ugly Balun

Pur essendo efficace, il choke coassiale in aria ha alcuni limiti:

Non ideale per VHF o UHF

Più ingombrante rispetto ai choke in ferrite

Le prestazioni dipendono molto dalla frequenza

Meno efficiente dei nuclei in ferrite nella soppressione di correnti di modo comune a frequenze molto basse

Può essere difficile da montare in modo ordinato senza un adeguato scarico della trazione

Per l’uso HF, comunque, l’Ugly Balun resta una soluzione eccellente ed economica.

Posizionamento dell’Ugly Balun in un sistema d’antenna

Il corretto posizionamento è essenziale per ottenere la massima efficacia. Le posizioni migliori includono:

1. Al punto di alimentazione dell’antenna

È la collocazione più comune, perché riduce la corrente indesiderata alla sorgente.

2. All’ingresso della stazione

Aiuta a impedire che la RF percorra il coassiale e arrivi nello shack.

3. Vicino ai dispositivi di messa a terra o protezione contro i fulmini

Limita il trasferimento di rumore tra i punti di terra e la schermatura del coassiale.

4. Nelle installazioni portatili o temporanee

Riduce l’instabilità causata da terreno irregolare o supporti provvisori.

Errori comuni nella costruzione di un Ugly Balun

Molti problemi di prestazione derivano da errori costruttivi:

Bobina avvolta troppo strettamente → capacità eccessiva

Bobina avvolta troppo lascamente → induttanza ridotta

Uso del tipo di coassiale sbagliato

Diametro o numero di spire errati

Bobina non fissata, con conseguente variazione della spaziatura

Uso di un secchio di plastica che si ammorbidisce al sole

Il Designer Calculator aiuta a evitare questi problemi fornendo dimensioni già collaudate.

Test e misurazione del proprio choke coassiale

Per gli operatori che desiderano verificarne le prestazioni, esistono diverse opzioni:

Analizzatori d’antenna come RigExpert e NanoVNA

Pinze amperometriche progettate per RF

Confronto dell’andamento SWR con e senza choke

Misura del livello di rumore su diverse bande

Test on-air del diagramma di radiazione o della direttività

Un Ugly Balun efficace riduce in modo percepibile il rumore sulla linea di alimentazione, il ritorno di RF e le deformazioni del diagramma di radiazione.

Materiali adatti per la costruzione di un Ugly Balun

Le forme più popolari per l’avvolgimento includono:

tubo PVC per scarico

bottiglie o contenitori in plastica robusta

secchi per vernice

grandi tubi in ABS

sezioni non metalliche di mast per antenna

È bene evitare nuclei metallici, perché modificano l’induttanza in modo imprevedibile e riducono l’efficienza.

L’Ugly Balun resta uno dei modi più semplici e affidabili per controllare le correnti di modo comune nei sistemi d’antenna radioamatoriali. Non richiede materiali in ferrite, gestisce elevate potenze RF e offre prestazioni solide su gran parte dello spettro HF. Il Coax Choke Designer Calculator qui sopra fornisce un punto di partenza ottimizzato per determinare le dimensioni della bobina, il numero di spire e l’impedenza di choking prevista.

Che si tratti di rifinire un dipolo, ridurre il rumore su un’antenna end-fed o costruire un sistema portatile robusto, un Ugly Balun progettato correttamente può migliorare sensibilmente le prestazioni, ridurre le interferenze e creare un ambiente operativo più stabile.