avere ROS perfetto non è tutto (anzi)

[RENAULTFUEGO]

Molti operatori pensano che avere un Ros perfetto cioè 1 sia una condizione necessaria per l'efficienza dell'antenna ma le cose non stanno proprio così

Consideriamo il solito caso dell'antenna ground-plane 1/4 lambda che in condizioni di risonanza ha una Resistenza di irradiazione Rr  = 36 Ω poiché si annulla la parte reattiva j21

Se il Ros = 1 significa che l'impedenza nel punto di alimentazione (data dalla somma di Resistenza di irradiazione + Resistenza di perdita) = 52 Ω    cioè  (Rr + Rp) = 52 ohm

In questo caso il rendimento o efficienza ή = Rr / (Rr + Rp)  =  36 / (36 + 16) = 0,69  (69 %)

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Invece di inseguire il Ros perfetto sarebbe molto meglio avere una bassa Rp ottenibile con un piano di terra molto conduttivo oppure con molti radiali

Se si riuscisse ad ottenere ad esempio una Rp = 2 Ω  il rendimento sarebbe ή = 36 / (36 + 2) = 0,95 (95%)

si avrebbe un po' di Ros  52/38 = 1,37

ma il fattore di perdita dovuto al Ros:
[(ROS -1) / (ROS + 1)]² 

sarebbe solo  [(1,37 -1) / (1,37 + 1)]²  = [ 0,37/2,37 ]² = 0,024 (2,4  %)

meditate gente, meditate....

[shineime]

ma come fai a far capire che la RISONANZA di una antenna non è il ROS 1:1??!!! ovvero due cose separate e distinte.

[iw9gyy]

73 a tutti. Sono anni che sostengo queste cose.....finalmente qualcuno che con dati alla mano spiega per filo e per segno le motivazioni....bravo!

[r5000]

73 a tutti, la ground plane è un'antenna risonante con impedenza caratteristica di 50 ohm puramente resistivi e i 36 ohm ci sono solo quando il piano riflettente è perpendicolare allo stilo, l'efficienza è relativa anche se l'impedenza è 75 ohm (stilo ripiegato o dipolo messo in verticale) a patto che la linea di trasmissione e tx sono adattati, la prova del nove è aggiungere del cavo coassiale e il ros NON deve cambiare da 1:1 se cambia vuol dire che l'antenna anche se risonante  ha una componente reattiva che si compensa con la lunghezza del cavo (se non c'è alla base un'adattatore d'impedenza) ma l'antenna è e resta reattiva con un'efficienza tutta da verificare perchè il solo calcolo postato da renaultfuego serve a poco se non si considera il lobo d'irradiazione che fà la differenza, una 5\8 di suo ha un'impedenza diversa dai 50 ohm e nonostante questo  ha maggiore guadagno  di una gp efficiente al 100% ma sopratutto è concentrato in un lobo d'irradiazione migliore per il dx sempre se interessa il dx...

[TEX-OP-ROBERTO]

Sono sempre stato convinto del fatto che (R.O.S.) ovvero Rapporto Onde Stazionarie, avesse la sua importanza solo relativamente alla quantità di radiofrequenza non irradiata che ritorna verso il trasmettitore, se il ROS è 1:1 1 significa che quasi tutta la potenza è stata irradiata, poi dove sia andata a finire è un altro discorso ...  cq  :birra:

73 cordiali

[marcolino]

Salve a tutti......nel fare le verifiche di una antenna....oltre ai vari rosmetri ed analizzatori..sarebbe interessante..avere anche un misuratore di campo...posto a qualche lunghezza d'onda....di distanza....e verificare durante la messa a punto di un antenna come varia la resa......solo con questo sistema si vedrebbe...il reale rendimento......al di fuori..dellla misurazione del ros.....ovviamente la prova va condotta diversamente a seconda del tipo di antenna...in esame...un caro... abbraccino..a tutti...

[LP_65]

In pratica si dice: prendo un antenna con ROS 1.1 e la modifico ottenendo una seconda antenna che ha si un Ros marginalmente piu alto (1.1 o 1.3 sono entrambi accettabili) ma la seconda antenna ha una Rr piu elevata.
Mi domando: che senso ha discutere di Ros di antenne diverse? Il Ros di per se non dice se un antenna sia migliore di un altra bensi ci dice quanta potenza erogata sia trasferita al carico pertanto volendo fare considerazioni di merito basate sul ROS lo si dovrebbe fare a parità di antenna.
E' chiaro che richiamando il concetto "a parità di antenna" si presume di discutere anche a parità di installazione (che deve essere fatta a regola d'arte rispetto alla frequenza operativa) altrimenti si fa ancora confusione (ed il ragionamento diviene nebuloso) poiché al variare dell'installazione si ricade ancora nel caso antenne diverse.

Se non si tiene conto di questo si finisce sempre col confrontare prestazioni di antenne diverse scoprendo che un antenna puo essere piu efficiente di un altra pur avendo un ROS un po piu alto (il che ci puo stare sempre che le due antenne irradino dove vogliamo noi) ma anche concludendo (a sproposito) che allora il Ros lascia il tempo che trova il che genera confusione in chi legge.

PS: Per me tutti i ROS sotto 1.5 sono buoni e taro in modo che il centro banda mi dia ROS minimo nelle condizioni di installazione migliori possibili che mi posso permettere.

[Alinghi]

Ho provato  a fare 2 calcoli,
Se io ho un trasmettitore da 10W e applico tale potenza con ros 1:1 ad un antenna che ha un rendimento del 69% significa che i trasferisco tutti i 10W sull'antenna, la quale ne irradia 6,9.
A questo punto, dove soni finiti i restanti 3,1w, visto che con un ros 1:1 non ho perdite sulla linea?

[davj2500]

Nel secondo caso, se io trasmetto 10W con un ros di 1:1.37 già vuol dire che trasferisco all'antenna una potenza di 7,29W se poi l'antenna ha un rendimento del 95% alla fine l'antenna irradia esattamente 6,9w, la stessa potenza che irradia nel primo caso.

Ciao Alinghi.

Non è vero che con ROS 1.37 trasferisci 7.29W all'antenna. Ciò parte dal presupposto sbagliato che la potenza riflessa sia persa. In realtà la potenza riflessa viene ri-riflessa di nuovo quando raggiunge l'altro capo e viene trasmessa tutta, ad eccezione di quella dissipata dalla linea a causa di questi continui "avanti ed indietro".
Ma l'energia dissipata dipende dalla qualità e dalla lunghezza della linea e in HF è spesso irrilevante.

Cito "Reflections"  (a sua volta citato dall'ARRL Antenna Book):

Reflected power does not represent lost power except for an increase in line attenuation over and above the matched-line attenuation. In a lossless line, no power is lost because of reflection. Only when the matched-line attenuation and SWR are both high is there significant power lost from reflection. On all HF bands with low-loss coax, the reflected power loss is generally insignificant, though at VHF it becomes significant, and at UHF it is of extreme importance.

Trad.: La potenza riflessa non è persa, tranne per l'attenuazione causata dalla linea. In una linea senza perdite, nessuna parte della potenza è persa a causa delle riflessioni (cioè del ROS). Solo quando sia l'attenuazione della linea che il ROS sono elevata si può avere perdita dovuta riflessione. Sulle bande HF con coassiali a bassa perdita, le perdite di potenza dovute a ROS sono di solito insignificanti, diventano significative in VHF e un UHF sono di estrema importanza.

Questo legare la potenza persa al ROS usando la percentuale di energia riflessa, è un esercizio privo di significato.
Se si vuole sapere quanta potenza si perde a causa del ROS, bisogna sapere:
- tipo del cavo
- lunghezza del cavo
- frequenza di lavoro
Da qui con opportuni calcoli, si ottiene l'energia dissipata. E' possibile utilizzare questo calcolatore online.

Tu hai fatto 10W/1.37 per ottenere 7.29W in antenna, ma il calcolo è completamente di fantasia ed enormemente pessimista.
Prendiamo per ipotesi 20m di RG213 a 7MHz: effettuando i calcoli corretti si scopre che 1.37 di ROS con questa configurazione provoca una perdita di soli 0.015dB, che sono qualcosa come lo 0.3%: dei 10W vengono persi solo 0.03W per le riflessioni dovute a ROS.

D'altro canto basta portare qualche esempio reale. Prendiamo la nota antenna J-Pole: essa è costituita da un radiatore a mezz'onda con una linea di adattamento da 1/4 d'onda collegata alla base. I due spezzoni paralleli, infatti, non sono altro che una linea di trasmissione, come fosse un pezzo di coassiale.
Il disadattamento che quella linea "vede" alla base della mezz'onda, che notoriamente ha un'impedenza elevatissima, produrrebbe qualcosa come un ROS di 567:1. Se i tuoi calcoli fossero corretti, inserendo alla base della J-Pole 10W, ne verebbero trasmessi solo 0.02: sarebbe un ottimo carico fittizio e non l'ottima antenna qual'è.

Il problema del ROS alto è che la radio non riesce ad erogare tutta la potenza di cui dispone (o si rompe) a causa del disadattamento di impedenza che ne risulta. Ma se il ROS è nel range di accettabilità del TX, praticamente tutta la potenza emessa viene trasmessa. Quindi che il ROS sia 1, 1.2, 1.5, 2... non cambia niente.

Ciaoo
Davide

[Alinghi]

Mi sono accorto subito dopo, che mi son lasciato prendere la mano dai calcoli inesatti, che quindi avevo già provveduto a cancellare.
Comunque c'è sempre qualcosa che non torna nel ragionamento, iniziale, ovvero se la potenza non torna indietro, non viene dissipata nel cavo, e non viene irradiata dall'antenna, dove cavolo và a finire?

[davj2500]

Comunque c'è sempre qualcosa che non torna nel ragionamento, iniziale, ovvero se la potenza non torna indietro, non viene dissipata nel cavo, e non viene irradiata dall'antenna, dove cavolo và a finire?

Se togliamo quella che va a scaldare trappole, bobine ed accessori vari, la rimanente va a scaldare il terreno.
Il near-field che viene generato dall'antenna si scontra con il terreno, la cui resistenza dissipa l'energia in calore.
Infatti l'efficienza energetica di un'antenna non può essere estrapolata dal contesto reale in cui si trova.
Ad esempio, se la calcoli nel vuoto, vedi che l'efficienza è del 100%.
Se la calcoli su una superficie fortemente conduttiva (tipo l'acqua salata) avrai un'efficienza elevatissima; al contrario, sui terreni scarsamente conduttivi, l'efficienza sarà bassissima.
Se alzi l'antenna rispetto al terreno, allontani il near-field e ti avvicini alle condizioni dello spazio vuoto, migliorando l'efficienza: per questo le antenne rendono di più se montate alte.
Questa è anche la ragione per cui si fanno i radiali: si cerca di offrire al near field un percorso di ritorno facilitato rispetto al terreno, in cui possa dissipare meno energia.

Ciaoo
Davide

EDIT: ho simulato un'antenna verticale mezz'onda presa a caso. Quest'antenna, come è noto, risente poco del terreno. Eppure su acqua salata presenta un'efficienza del 73.57%, su terreno poco conduttivo solo del 45.94%.