alla riscoperta del dipolo a 1/2 onda

[IZ8XOV]

Oggi, in seguito alle buone soddisfazioni ottenute ho deciso di tirar giù due righe su questa semplice antenna per darle un po di visibilità visto che vedo sempre la maggior diffusione di antenne random alimentate con trasformatori, antenne senz'altro funzionali ma con troppe variabili e taluni limiti.

Dopo aver provato varie antenne sono ritornato alle origini cioè il Dipolo a ½ onda perché è l'unica antenna semplice, economica e capace di regalare enormi soddisfazioni sia sulle brevi che sulle lunghe distanze a seconda di come viene installato.

Una delle caratteristiche più importanti del Dipolo è quella di essere praticamente Omnidirezionale se montato a V invertita mentre risulta Bi-direzionale se posto orizzontale (in relazione alla frequenza e all'altezza dal suolo). Queste sue caratteristiche, unitamente alla facilità di realizzazione e peso esiguo, ne fanno una delle antenne più diffuse e semplici da costruire.

Il Dipolo a ½ onda lavora con due bracci di pari lunghezza pari ad ¼ della lunghezza d'onda di lavoro. In tal modo si avrà sempre il massimo della corrente (ventre di corrente) nel punto di alimentazione ed una bassa impedenza (50-75 Ohm) e sarà possibile quindi alimentare la ns antenna con una normale linea sbilanciata cioè del comune cavo coassiale a 50 Ohm.

E' pacifico asserire che solo se abbiamo ben calcolato le dimensioni del ns Dipolo in relazione alla frequenza ci troveremo nelle suddette condizioni, altrimenti la semionda positiva e quella negativa (ovvero il massimo della corrente) non saranno al centro dell'antenna con variazione della sua impedenza....e risonanza.

In termini di risonanza c'è da dire che un Dipolo a ½ onda risuona anche sulle armoniche pari ma su queste non è usabile poiché avremo una corrente minima e una tensione massima ergo un'altissima impedenza. Per tale motivo nei fatti un Dipolo a ½ onda verrà usato (eventualmente) solo sulle armoniche dispari, ad esempio un Dipolo per la banda dei 40 metri lavora abbastanza bene in 3 armonica sulla banda dei 15 metri dove offre anche qualche dB di guadagno.

Vi è comunque da dire sempre in termini di impedenza che un Dipolo a V rovesciata diciamo 120° col vertice alto e le punte basse, vede ridursi ancora l'impedenza fino ai tipici 50 Ohm del cavo coassiale. Se a questo aggiungiamo anche l'omnidirezionalità grazie ai suoi 4 lobi di radiazione, (uno lungo il piano del dipolo, l'altro ortogonale ad esso), abbiamo un'antenna tuttofare che potrà soddisfare le ns esigenze.

Altri vantaggi: sicuramente la minor rumorosità rispetto alle antenne verticali, la qualità di trasformarsi in un'ottima antenna da Dx mantenendo comunque delle buone prestazioni sulle brevi/medie distanze.

Ciò fa del Dipolo a ½ un'antenna davvero eccellente per collegare un po di tutto ma sempre in relazione alla propria altezza infatti più sarà alto il Dipolo dal suolo più esso vedrà come piano riflettente il piano stradale e non il piano del ns tetto!

Il problema sta proprio nel riuscire ad alzare ad almeno una ½ onda il vertice del ns Dipolo. Se riusciremo in questa impresa ci avvantaggeremo di lobi di radiazione più bassi e più utili al traffico Dx.

Come calcolare un Dipolo? Presto detto, si usa una semplice formula. Ad esempio per la banda dei 40 metri ergo 7000 Khz abbiamo:

300.000 / 7000 = 42,85 metri. (Lunghezza d'onda in metri). Questo valore viene moltiplicato per il fattore di velocità 0,95 per ottenere la lunghezza fisica del cavo necessario per il dipolo quindi: 42,85 X 0,95 = 40,7 metri. A questo punto ogni braccio del ns Dipolo sarà pari a 40,7/4 (quarto d'onda). Si andrà poi a lavorare di fino nell'operazione della taratura che a noi interessa.

Infine un breve accenno al Balun. In questo molti Radioamatori continuano a fare confusione. Il Bal-Un (Balanced to Unbalanced) serve appunto ad adattare un carico Bilanciato (Il ns Dipolo) ad un dispositivo Sbilanciato (Il ns cavo coassiale). Per la cronaca un carico è Bilanciato quando su ciascuno dei suoi terminali d'ingresso esistono tensioni identiche (Il cavo coassiale è Sbilanciato poiché uno dei conduttori è a massa).

Senza entrare in argomenti difficili parlando di comportamento delle correnti, possiamo senz'altro dire che il Balun fa si che si presenti un'alta impedenza nei confronti delle correnti indesiderate che darebbero luogo a una serie di cause non gradite agli Om (cavo coassiale che irradia, Tvi, ritorni di Rf, onde stazionarie etc.).

Il Balun viene talvolta chiamato a giusta causa simmetrizzatore infatti regolando le correnti dell'antenna ne regola anche i lobi di radiazione determinando una figura più omogenea e pulita degli stessi. Quindi che utilizziate un Balun in aria o avvolto su ferriti, cosa importante è garantire che sotto il punto di alimentazione vi sia una adeguata induttanza che facendo aumentare la resistenza (e quindi l'impedenza) si opponga al passaggio di correnti RF.

Per ora mi fermo qui perché ci sarebbe altro da dire ma non vorrei annoiare chi legge. Vi sprono soltanto a sperimentare nel vs percorso radiantistico queste semplici ed ottime antenne.

73's - Michele

[pesciolino73]

Slooping?

[Rommel]

Salve a tutti.

Ma secondo il tuo punto di vista quali potrebbero essere i pro e contro nel confronto fra il dipolo di cui parli tu, con 2 bracci da 1/4 d'onda e la 1/2 onda su canna da pesca di cui si è parlato abbastanza esaurientemente in altri post?

In patica si tratta in entrambi i casi di un conduttore elettrico lungo 1/2 onda, uno alimentato al centro l'altro alimentato ad un estremo. Entrambi potrebbero essere fisicamente posizionati allo stesso modo cioè verticali, orizzontali, a V invertita ed anche in altre forme. Non so se in certe posizioni funziona meglio l'uno rispetto all'altro, ma alla fine la geometria di funzionamento è sempre la stessa, perlomeno si tratta sempre di 1/2 onda anche se i dispositivi da aggiungere per farli funzionare al meglio non sono gli stessi, cioè uno ha bisogno di bilanciare i 2 bracci l'altro ha bisogno di adattare una forte differenza di impedenza.

Saluti a tutti da Alberto.

[pesciolino73]

Sto sperimentando il dipolo 1/2 onda sia in orizzontale che in slooping ma sempre con alimentazione centrale ....

[IZ8XOV]

Ma secondo il tuo punto di vista quali potrebbero essere i pro e contro nel confronto fra il dipolo di cui parli tu, con 2 bracci da 1/4 d'onda e la 1/2 onda su canna da pesca di cui si è parlato abbastanza esaurientemente in altri post?

Beh senz'altro:

1) Impedenza (altissima nella 1/2 unbalanced)...occorre un L/c, nel Dipolo (Balanced) abbiamo impedenza bassissima anzi ideale direi.

2) Lobi di radiazione diversi, più idonea la verticale al Dx, per il Dipolo dipende dall'altezza.

3) Rumorosità (Radiatore verticale), nei centri urbani Qrm elevato.

4) una 1/2 verticale sui 40 metri è una bella bestia!

In patica si tratta in entrambi i casi di un conduttore elettrico lungo 1/2 onda, uno alimentato al centro l'altro alimentato ad un estremo. Entrambi potrebbero essere fisicamente posizionati allo stesso modo cioè verticali, orizzontali, a V invertita ed anche in altre forme. Non so se in certe posizioni funziona meglio l'uno rispetto all'altro, ma alla fine la geometria di funzionamento è sempre la stessa, perlomeno si tratta sempre di 1/2 onda anche se i dispositivi da aggiungere per farli funzionare al meglio non sono gli stessi, cioè uno ha bisogno di bilanciare i 2 bracci l'altro ha bisogno di adattare una forte differenza di impedenza.

Il fatto che si tratti in entrambi i casi di radiatori a 1/2 onda è in parte relativo. Se poni un radiatore 1/ onda in verticale e lo alimenti a un estremo è un'antenna completamente diversa da un Dipolo!

Ho aperto questa discussione per invogliare i forumisti a conoscere meglio il Dipolo perché è facile ed economica e se messa a dovere funziona alla grande sia sulla corta che sulla lunga distanza. Stiamo parlando di antenne monobanda anche se si possono apportare delle varienti (Dipoli trappolati, Dipoli a ventaglio, Dipoli Asimetrici), io comunque mi riferisco solo ed esclusivamente ai Dipoli per una sola banda.

Ho notato che alcuni Om (parecchi), nonostante abbiano un po di spazio optano per antenne tuttofare che non essendo abbastanza lunghe in 40 metri offrono una resistenza di radiazione bassa (ergo una resa a volte scarsina) per non parlare dei piani di terra delle verticali, allora comprano un lineare per farsi ascoltare forte ma non mettono una filare.

Al contrario una filare alta e ben messa consente Qso nazionali eccellenti senza caricare potenza idem per Dx su lunghe distanze a seconda della fascia oraria. Ieri un corrispondente mi ha detto che gli facevo 9+40 e che il lineare potevo anche spegnerlo...ero con 80 watt  :mrgreen:

Possiamo senz'altro parlare di altre 1/2 onde (verticali, dipoli verticali, Endfed) ma dobbiamo complicarci un po la vita mentre col dipolo basta un filo elettrico e un balun.

Infine immaginare ad una 1/2 onda verticale sui 40 metri beh le dimensioni sono ragguardevoli!!

[Obly75]

"quindi: 42,85 X 0,95 = 40,7 metri. A questo punto ogni braccio del ns Dipolo sarà pari a 40,7/4 (quarto d'onda). Si andrà poi a lavorare di fino nell'operazione della taratura che a noi interessa."

Ciao ottimo articolo, voglio costruirlo anch'io a V invertita per i 40 m. con angolo di 120/130. Penso di usare come vertice un palo telescopico da 12 metri con al l'apice una carrucola  e usare i tiranti in "nylon" come supporto per i fili di rame smaltato da 1,5 mm, che ancorerò con delle fascette. In questo caso specifico, quindi che balun consigli ? ( per ora trasmetto con max 100 watt, la sezione del filo in rame è sufficiente ? )
Ciao e grazie

[Ugo da Norcia]

Le poche HF che faccio sono sempre e solo n 40mt.

Uso dipolo con 1:1 con Amidon 220 (rosso per intenderci) tarato e senza accordatore. Funziona sempre e bene
Con cavo eletrico da 1,5 di sezione io uso sempre 0.88 / 0.89 come fattore di correzione.

Anche questo weekend in montagna si è usato questo dipolo sia per i 40mt che per i 10 (due dipoli separati collegati a due radio)

A questo punto però si può fare il passo successivo e alimentare il tutto con scaletta riducendo così le perdite introdotte dal coassiale. Sarà il prossimo passaggio.

Come quasi sempre accade la soluzione più semplice ora della fine è la più economica e valida.

[IZ8XOV]

Ciao ottimo articolo, voglio costruirlo anch'io a V invertita per i 40 m. con angolo di 120/130. Penso di usare come vertice un palo telescopico da 12 metri con al l'apice una carrucola  e usare i tiranti in "nylon" come supporto per i fili di rame smaltato da 1,5 mm, che ancorerò con delle fascette. In questo caso specifico, quindi che balun consigli ? ( per ora trasmetto con max 100 watt, la sezione del filo in rame è sufficiente ? )

Ciao,
La sezione di 1.5 è sufficiente. L'unico problema è la resistenza meccanica (se ad esempio fai un dipolo per gli 80 metri ergo circa 20mt per braccio allora con 1,5 potrebbe deformarsi/rompersi a seconda della forza che applichi).

Io per il mio Dipolo per i 40 metri uso cordino in rame intrecciato da 2,5mm ma come dicevo va bene anche da 1,5. Volendo essere precisi se il filo che costituisce i 2 bracci è ricoperto in Pvc andrebbe considerato anche il fattore di velocità cioè quanto l'onda radio viene ridotta e pertanto la nostra formuletta esatta diventa:

300/Frequenza x Fattore di velocità (infatti se il filo è in rame "nudo" il fattore di velocità è prossimo a 0.99 mentre se è ricoperto in Pvc scende anche a 0.66!).

Altra cosa importante che molti trascurano è come si fissano i bracci al Balun ovvero si deve creare un punto di scarico della forza altrimenti la trazione viene esercitata nel punto di collegamento tra braccio e Balun e non va bene. Pertanto se guardate le versioni commerciali noterete che ci sono degli occhielli dove il braccio fa un cerchio e viene fissato prima di connettersi al Balun. Ecco un esempio al volo:



Veniamo al Balun, nello specifico il classico 1:1 andrebbe realizzato con un Toroide in Ferrite serie 240 avente Mescola 43, (specifico per frequenze basse come i 40 metri), nulla vieta di usare altri materiali ma la Ferrite 43 è la migliore in assoluto ma non idonea ad antenne non risonanti dove ci sono componenti reattive e la ferrite dissipa molto ma nel caso del Dipolo è risonante e non c'è problema.

Per la realizzazione basta guardare il classico schema da riprodurre


Oppure prendere uno dei migliori in commercio ovvero il Kelemen venduto da Wimo nel suo bicchiere in plexiglass che regge fino a 1 Kw senza problemi (io attualmente uso questo)

[Obly75]

Grazie molte, molto esaustivo. In caso di filo di rame smaltato x quanto devo moltiplicare ?

[Ugo da Norcia]

Vero che il fattore trazione vada calcolato, ma attenzione che elettricamente parlando l'anello al quale agganciare il braccio del dipolo è la peggior soluzione. Se poi utilizzi, come in fotografia, un "serra cavi" facendo un ulteriore anello al dipolo peggiori ulteriormente.

La soluzione migliore è sicuramente realizzarsi dei "biscottini", usati abitualmente in nautica, per fissare il cavo scaricandone la trazione.

[IZ8XOV]

Grazie molte, molto esaustivo. In caso di filo di rame smaltato x quanto devo moltiplicare ?

Ciao,
Allora facciamo un esempio pratico per un Dipolo operante in Banda 40 metri considerando come riferimento 7.090 Mhz. Partiamo dal Fattore di Velocità: questo per il Rame Nudo è pari a 0.99 mentre per il comune Filo da Impianti ricoperto in Pvc è pari a 0.96.

Pertanto andremo a calcolare:

300/7.090x0.96 = 40.62 metri. Chiaramente questo valore è riferito all'Onda Intera mentre a noi interessa che sia 1/2 lambda quindi 20,31 metri il che sta a dire che ogni braccio dovrà misurare esattamente 10,155 metri.

Nb1: Chiaramente lo ottimizzerai giocando sull'angolazione dei bracci.

Nb2: Considera che il Fattore di Velocità andrebbe considerato anche nella discesa ovvero nell'alimentare il ns Dipolo non con una misura a casaccio ma con multipli di 1/4 d'onda considerando sempre questo benedetto Fattore di Velocità.

In un comune cavo coassiale come l'Rg-213 il Fattore di Velocità è pari a 0.66 e pertanto  se vogliamo considerare una discesa di 30 metri adattata a 7.090 dovremo fare come al solito:

300/FrequenzaxFattore velocità. Avendo 300/7.090x0,66 = 27,92....quindi non 30 metri esatti! (Sperando che ce la si faccia con 27,92 sennò si dovrà per pignoleria aggiungere un altro 1/4 d'onda alla ns discesa).

Nb3: Personalmente me ne sono fregato della lunghezza ideale della discesa coassiale usando la lunghezza a me più idonea!!

73's e buona realizzazione
Michele

[IZ8XOV]

La soluzione migliore è sicuramente realizzarsi dei "biscottini", usati abitualmente in nautica, per fissare il cavo scaricandone la trazione.

Quotissimo!!  :up:

[Ugo da Norcia]

E va bè, all'ora precisi per precisi

da Wikipedia "In fisica, la velocità della luce è la velocità di propagazione di un'onda elettromagnetica. Nel vuoto assume un valore pari a c0=299 792,458 km/s (299 792 458 m/s utilizzando le unità di misura del Sistema Internazionale,[1] ovvero circa 3 × 108  m/s)."

300 come dici tu è troppo generico.  :birra: :birra: :birra: :birra: :birra: :birra: :birra: :birra:

[77andreagas]

Interessante 3D, tecnicamente da parte mia non posso aggiungere altro, siete già stati esaustivi.
Personalmente nutro una particolare simpatia per il dipolo e nella fattispecie quella a V invertita, è sempre un fido compagno nelle mie attivazioni in QRP/P, dai 10 fino ai 40mt funziona sempre alla grande, sia in locale che in DX, quando non sono in portatile è piazzato fuori dal mio balcone con 3 canne da pesca e una sedia del salotto che fa da piedistallo, collegata mezza Europa fisica e parte dell'Asia, Africa paesi del Nord fatti...insomma per me dipolo Win!  ;-)

[IZ8XOV]

E va bè, all'ora precisi per precisi

da Wikipedia "In fisica, la velocità della luce è la velocità di propagazione di un'onda elettromagnetica. Nel vuoto assume un valore pari a c0=299 792,458 km/s (299 792 458 m/s utilizzando le unità di misura del Sistema Internazionale,[1] ovvero circa 3 × 108  m/s)."

300 come dici tu è troppo generico.  :birra: :birra: :birra: :birra: :birra: :birra: :birra: :birra:

Si hai ragione, ma personalmente mi sono sempre rifatto ai "conti della serva"  :mrgreen:

[1nick]

Lette tutte queste formule, sorge spontanea una domanda (provocatoria...): da dove misurate la lunghezza esatta dei due bracci?
Dall'inizio fisico del filo, oppure dall'occhiello di ritenuta?

Trovo corretto partire da una base teorica, ma i risultati "sul campo" sono sensibili a delle variabili (altezza, oggetti circostanti, ecc.) che influiscono non poco sul calcolo precedentemente studiato a tavolino.

Personalmente, ho sempre preparato i bracci almeno mezzo metro piu' lunghi (un metro ciascuno, per i dipoli x 80 e 160 m), per poi tagliarli un po' alla volta, fino a raggiungere il ROS più basso sulla frequenza da me desiderata...

Just my 2p

[IZ8XOV]

Ciao
In verità quelli più che formule sono dei semplici calcoli, se preferisci dei conti della serva! Poi è chiaro che il Dipolo andrebbe tarato a puntino una volta montato poiché anche altezza e angolazione dei bracci influiscono sul suo adattamento ergo Swr.

Per ciò che concerne le misurazioni io ho sempre calcolato le mie antenne da dove si connettono a quello che può essere rispettivamente un Balun, un Unun o un Accordatore (remoto).

Comunque anche l'idea di tagliare i bracci più lunghi e dimensionarli di fino all'atto del montaggio ci sta benissimo. L'importante alla fine è che l'antenna risuoni il più possibile.

Oggi ad esempio facevo Qso con un corrispondente che ha montato un Dipolo 1/2 onda per i 40 metri e mi diceva che senza accordatore ha le stazionarie altine  :mrgreen: Alla domanda come hai fatto/montato quel Dipolo la risposta è stata "Ho fatto 2 bracci da 10 metri, ho attaccato il Pl e stop".

Non dico che si deve avere 1.1 ma un Dipolo ben dimensionato e montato dovrebbe avere delle Stazionarie buone, magari leggermente alte giusto agli estremi di banda.

[Obly75]

Si infatti le formule servono per dare un'idea di massima sulla realizzazione. Poi nella realtà si dovranno modificare tali misure lavorando di fino, magari collegando il tutto ad un analizzatore di campo. In questo modo si potranno compensare alterazioni da varie possibili interferenze.

[IZ8XOV]

Io mi sono sempre limitato al Rosmetro e basta. Ci aggiungo (un errore comune) che sono in molti ad attaccare il Balun direttamente a un palo in ferro e quando piove molto e si accumula acqua capita sovente che l'antenna vada a massa e ti ritrovi le stazionarie a palla e non c'è nulla da fare se non aspettare che asciughi.

Attualmente la mia antenna è terminata su una parte in Fibra ricavata da una vecchia canna che si era rotta. In tal modo è completamente isolata da parti metalliche. (In alternativa per chi usa una Carrucola basta che la ruota sia in materiale isolante).

[Obly75]

Domandina, ma se volessi costruire un secondo dipolo a V rovesciata (oltre a quello dei 40) e magari anche un terzo per gli 80.... Si possono collegare tutti allo stesso balun 1:1 e usare un solo cavo di discesa ? .... Oppure ognuno deve essere a se ? Se si possono collegare tutti allo stesso balun... Come si disporranno i bracci ?   incrociarti  ? oppure si mettono uno sotto l'altro tipo ventaglio?
Grazie

[IZ8XOV]

Questo è un esempio al volo, che poi rispecchia un po le note antenne "Alpha Delta" americane



E' pacifico optare per una variante Balun da dove partono i vari elementi. Il vantaggio è molto elevato (più bande con una sola antenna che lavora come monobanda singola) ma i problemi non sono trascurabili nel cosiddetto Dipolo a Ventaggio, vediamoli:

1) I radiatori che la compongono si influenzano a vicenda determinando una banda passante stretta specie al crescere della frequenza, quindi difficoltà di taratura.

2) Accoppiamenti Induttivi e Capacitivi tra i Dipoli.

Lascio la parola ad altri che certamente si sono cimentati in questa valida antenna. Io personalmente ho sempre preferito una buona antenna per fare solo i 40 metri + una verticale per lavorare dai 20 ai 10 metri ma non escludo di fare anch'io questa esperienza.

[Obly75]

Grazie, quindi se metto i fili " incrociati " in teoria dovrebbero influenzarsi di meno. Non ho capito se si possono collegare i bracci tutti sullo stesso Balun. Va bene attendiamo riscontri.
Grazie

[Ugo da Norcia]

Se le bande sono "solo" 3 e lo spazio non ti manca esiste anche la versione nella quale i bracci sono a raggiera, non paralleli. In questa soluzione interferiscono molto meno fra di loro e la taratura risulta molto più facile.
Nel tuo caso, ad esempio, per gli 80mt 0°/180°, per i 40mt 60°/240°, per i 20mt 160°/300°.

Tutti i dipoli ad un unico balun 1:1

Più o meno così

[Obly75]

Si esatto ! Era questo che cercavo  :)
Perfetto, grazie