[Also available in English] – Praticamente tutti i principali produttori di ricetrasmittenti, sia radioamatoriali che civili, hanno in catalogo modelli UHF 400-470 MHz dotati di serie di connettore SO-239, cioè la femmina del vetusto “PL”. In molti casi, forniscono connettori diversi in base al mercato: N in Europa, PL nel resto del mondo. Ad esempio, l’Icom IC2820, l’IC7000 e il nuovissimo IC7100, lo Yaesu FT857/FT897, l’Alinco DR635, lo Yaesu FTM-400 e perfino il nuovo Yaesu FT991 e molti altri hanno una versione dotata di SO-239 per le UHF.

Perfino i ripetitori professionali UHF Motorola Radius R100 UHF hanno due SO239! Non stiamo parlando di radio da due soldi, ma di apparati venduti come “top di gamma”!

Molti OM, però, sostengono che le perdite introdotte dai connettori PL in UHF 430 MHz siano inaccettabili per i loro standard e che per niente al mondo vorrebbero operare con tali connettori.

L’argomento è interessante: sono Yaesu, Motorola, Kenwood, Icom, Alinco e tutti gli altri ad essere impazziti o siamo di fronte ad un caso di sindrome dell’audiofilo? Al di la dei legittimi gusti personali, quanto paga in termini di prestazioni reali un OM che ha acquistato un FT857 dotato di PL rispetto ad uno che ha la versione con N?

Il setup

Un mio precedente articolo in inglese, in cui confrontavo una giunzione N-N con una PL259-SO239 tramite analizzatore di spettro e VNA, scatenò numerosi critiche dai puristi del connettore N. Alcuni erano completamente off-topic: non stiamo qui discutendo di connettori su strumenti di misura, né di trasmissioni EME con kW, ma di apparati medio piccoli FM o all mode venduti con il SO-239 di fabbrica. Altri invece sostennero che il mio N aveva le stesse prestazioni del PL solo perché era scadente e non di marca.

Per questo i test proposti in questo articolo saranno eseguiti sia attraverso strumenti di misura, sia tramite un reale apparato di quelli commercializzati in versione N e PL. Inoltre, ho voluto togliere del tutto dall’equazione i miei presunti scadenti connettori N. Il confronto sarà tra connessione N diretta e connessione con interposti due convertitori: un N->PL259 e un SO239->N.

Questo confronto, ovviamente, è del tutto ingiusto nel confronti del connettore PL: infatti lo stiamo confrontando con “nessun connettore”. Però fornirà dei parametri pessimistici interessanti: certamente una radio con SO239 di serie, peggio di così non potrà fare.

Qualche misura seria

Il connettore N, da un punto di vista elettrico, è certamente migliore del PL. L’impedenza dentro il connettore N è mantenuta costante a 50 per tutta la tratta, mentre nel PL essa è fuori controllo.

Eseguendo una misura S11/S21 sui convertitori N->PL259->SO239->N, questo fatto appare immediatamente:

A 435 MHz, il PL fa alzare il ROS a 1.18. Alla stessa frequenza, i due convertitori provocano una attenuazione di di 0.17dB. Ricordiamoci che la misura (S21) contiene sia l’attenuazione causata da riflessione per disadattamento (S11) che l’energia dissipata in calore per effetto Joule.

Con una misura riflettometrica nel dominio del tempo (TDR) possiamo letteralmente “vedere” i cambi di impedenza all’interno del PL:

La linea verde mostra i soli connettori N: la loro impedenza è praticamente perfetta (50Ω) dappertutto. La linea nera, invece, mostra l’impedenza interna quando viene inserito il PL. Dentro al PL, l’impedenza sende a meno di 46Ω! Questa variazione di impedenza interna è la causa dell’aumento del ROS, che sale a 1.18 a 435MHz.

Scendiamo nel mondo reale

Abbiamo capito che il PL introduce aggiunge qualche millimetro di linea di trasmissione a 46Ω e abbiamo visto che il tutto causa una attenuazione di 0.17dB. La cosa non è certo una novità: diversi OM in passato hanno eseguito le stesse misure e riportato i loro risultati.

Ok, ma questi numeri, cosa significano una volta applicati ad uno dei nostri apparati radio? La differenza può essere percepita nell’operatività del sistema o si tratta principalmente di un effetto psicologico?

Per cercare di rispondere a questa domanda, eseguirò dei test sul mio FT 857 in versione europea, cioè dotato di connettore N. Come anticipato, il confronto verterà tra connessione diretta N con N e connessione interponendo un N->PL259 e un SO239->N.

Prima di tutto, verifichiamo che operare in queste condizioni di disadattamento sia compatibile con le specifiche dell’apparato:

Nel mio caso, il ROS è 1.18 e l’impedenza |Z|=44.87Ω: sono ampiamente dentro il “minor excursion range” e non dovrebbero esserci conseguenze alcune. Dopo tutto, un ROS di 1.18 implica una riflessione teorica dello… 0.682%!

Provvederò pertanto ad eseguire dei test di ricezione e di trasmissione cercando di trovare una qualunque evidenza che dimostri che la differenza tra le due configurazione possa essere percepita adoperando l’apparato.

Test di ricezione

Ovviamente non potevo eseguire la prova sintonizzandomi su RU7 Milano, che mi arriva fondoscala anche senza antenna collegata. Allo stesso modo, non potevo cercare un segnalino lontano: il QSB avrebbe cancellato ogni pretesa di misura.

Così ho messo il mio generatore di segnali sul tetto, l’ho dotato di un dipolino e l’ho usato come beacon: bassa potenza per avere un segnale debole, corta distanza per annullare il QSB. Il segnale veniva quindi ricevuto dalla mia GP6 ad una ventina di metri di distanza..

Per avere letture più accurate delle mie orecchie e del grossolano S-meter dell’857, ho prelevato il segnale dalla media frequenza e l’ho mandato ad un ricevitore SDR.

Test 1 – 10 metri di RG58

Come test preliminare, giusto per vedere se questo setup funzionasse, ho provato a verificare le differenze tra una connessione N-N diretta e una con l’interposizione aggiuntiva di una decina di metri circa di RG58.

Come atteso, il segnale è sceso in maniera significativa. Dall’altoparlante dell’apparato, la nota è diventata molto rumorosa. Se il segnale fosse stato molto debole, con i dieci metri di RG58 in più esso sarebbe sparito sotto al rumore di fondo e il collegamento sarebbe stato impossibile. La differenza è immediatamente percepibile sia guardando il waterfall, che ascoltando l’altoparlante della radio.

Test 2 – Beacon, N-N vs N-PL-SO-N

In questo secondo test, ho eseguito la misura alternando più volte il solo N con l’N+convertitori PL:

Nonostante il setup particolare, la fluttuazione del segnale ricevuto, di più di 1dB, impedisce di apprezzare la differenza. In entrambi i casi i dBm ricevuti oscillano tra gli stessi valori. Guardando questi dati è impossibile distinguere il solo N dalla connessione N-PL-SO-N.

Test 3 – Generatore di segnali, N-N vs N-PL-SO-N

Nel tentativo di ridurre la fluttuazione della lettura, ho quindi collegato il generatore di segnali direttamente alla radio ed ho rieseguito il test.

Questa volta la variabilità dei dBm è stata più contenuta, nell’ordine di qualche decimo di dB. Nonostante ciò, nemmeno in questo caso sono stato in grado di rilevare la differenza tra N e N+PL dato che i numeri oscillavano sempre tra gli stessi valori.

Test di trasmissione

Alcune critiche dei miei precedenti test si fondavano sul fatto che essi erano stati eseguiti a bassa potenza (odBm, cioè 1mW).

Questa volta ho eseguito i test con l’FT857/897 alla massima potenza (20W). I test sono sicuramente significativi anche per gli apparati da 50W, che è la massima potenza genericamente disponible sugli apparati forniti di serie con SO239. L’FT857 alla potenza massima trasmetteva in un attenuatore Weinschel da 3GHz entrando quindi nell’analizzatore di spettro.

Andando in trasmissione con i PL, l’FT857 rileva un lievissimo innalzamento del ROS accendendo la prima barretta del suo rosmetro interno:

Nonostante ciò, la lettura sull’analizzatore di spettro è identica:

Il mio analizzatore di spettro, nonostante sfoggi due decimali nella figura dei dB, ha una risoluzione di 0.3dB. Pertanto, i valori potrebbero essere diversi tra loro, ma non più di 0.3dB, che è coerente con i 0.17dB misurati dal VNA. Tenendo in considerazione l’attenuazione di cavi e attenuatore, la misura mostra che il mio 857 sta emettendo più di 25W.

Considerazioni finali

Il mio obiettivo era di capire se un modello di radio UHF dotato di serie di SO-239 avesse sofferto di svantaggi prestazionali nei confronti del medesimo modello ma con N. Con le mie indagini non sono riuscito a trovare neanche un test, che coinvolgesse anche l’apparato e non solo strumenti di misura, che sia stato in grado di mostrare una qualunque differenza di prestazioni tra l’N e la sequenza di convertitori PL.

Test bolometrico

Ho misurato la potenza erogata dal mio FT857 in UHF (433.150 MHz) impostato alla massima potenza (20W). Ho usato un bolometro HP 438A con una testina 8482A attraverso un attenuatore da 30dB.

La potenza misurata direttamente al connettore di uscita è di 42.85dBm (19.3W). Con una serie di convertitori N maschio-maschio e N femmina-femmina la potenza è scesa a 42.76dBm, cioè 0.09dB meno della connessione diretta. Questo significa che l’aggiunta di due convertitori N ha avuto un costo di 0.045dB ciascuno.
Infine, ho eseguito la stessa prova usando un convertitore N->SO239 in serie ad un altro convertitore PL239->N. In questo caso la potenza è scesa a 42.74dBm, cioè 0.02dB meno della coppia di convertitori N-N e 0.11dB meno della connessione diretta.

Alla luce di questi fatti non posso che concludere che un apparato UHF dotato dalla fabbrica di connettore SO239 non presenti alcun deficit prestazionale rispetto ad uno dotato di connettore N. Devo anche concludere che inserire una conversione N-PL o PL-N dietro all’apparato non porta alcuna differenza rilevabile nelle prestazioni del sistema.