Teoria sulle linee

Aperto da trodaf_4912, 12 Maggio 2023, 15:07:55

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trodaf_4912

Nel lontano 1995 scrissi un articolo su CQ Elettronica riguardante tale argomento e oggi, tiratolo fuori dal cassetto, ve lo ripropongo a distanza di 23 anni. Chi se lo vuole leggere lo legge se no lo salta.
73'
Se qualcuno ti dedica del tempo apprezzalo sempre perché lo toglie al suo per dedicarlo a te


Amleto

Citazione di: trodaf_4912 il 12 Maggio 2023, 15:07:55Nel lontano 1995 scrissi un articolo su CQ Elettronica riguardante tale argomento e oggi, tiratolo fuori dal cassetto, ve lo ripropongo a distanza di 23 anni. Chi se lo vuole leggere lo legge se no lo salta.
73'

Buongiorno "trodaf_4912" e Buon Fine Settimana per tutti i presenti e partecipanti.

Vorrei potermi permettere una sola, semplice considerazione: Finalmente si è tornati a Parlare e Leggere di Scienza e Tecnica.

Un saluto cordiale.

AMLETO
Il "DUBBIO", "Metodico" ("Cartesiano") ed "Iperbolico" ("Amletico"), se CONTROLLATI, si possono Positivamente considerare definizioni alternative di "Curiosità" e/o "Libero Arbitrio" ;  doti che, animando l'Essere Umano, hanno contribuito allo sviluppo della Civiltà e della Conoscenza .
Se INCONTROLLATI, tragicamente purtroppo, sono i prodromi di "Crisi di Panico" o di "Pazzia".

trodaf_4912

Scusate , 28 anni e non 23, l'età si fa sentire.
Se qualcuno ti dedica del tempo apprezzalo sempre perché lo toglie al suo per dedicarlo a te

trodaf_4912

#3
Ne approfitto per fare un quiz :
quale delle due antenne utilizzate per un mezzo mobile ha l'efficienza maggiore ?
1. stilo Lambda/4 per i due metri
2. stilo lungo 2 metri e caricato per raggiungere Lambda/4 per i 10 o 11 metri
entrambe montate a centro tetto.

Se qualcuno ti dedica del tempo apprezzalo sempre perché lo toglie al suo per dedicarlo a te


AZ6108

Citazione di: trodaf_4912 il 12 Maggio 2023, 20:26:18Ne approfitto per fare un quiz :
quale delle due antenne utilizzate per un mezzo mobile ha l'efficienza maggiore ?
1. stilo Lambda/4 per i due metri
2. stilo lungo 2 metri e caricato per raggiungere Lambda/4 per i 10 o 11 metri
entrambe montate a centro tetto.

dipende da dove viene piazzata l'induttanza di carico (e una induttanza o una capacità?), ad ogni modo direi quella per i 2 metri, poi mi fustigherai con calma

355/113 is not PI but a darn nice approximation (52163/16604 is even better)

AZ6108

Citazione di: AZ6108 il 12 Maggio 2023, 20:41:10dipende da dove viene piazzata l'induttanza di carico (e una induttanza o una capacità?), ad ogni modo direi quella per i 2 metri, poi mi fustigherai con calma

oh e dipende anche da cosa si desidera ottenere, ad esempio larghezza di banda od angolo di lancio rispetto al guadagno "secco"
355/113 is not PI but a darn nice approximation (52163/16604 is even better)


trodaf_4912

#6
Niente di tutto questo.
L'efficenza maggiore è del quartino d'onda per i due metri che è fisico per tale banda , mentre l'altra avrà una efficenza minore in quanto raccorciata e per diventare un quarto d'onda necessità di una carica compensativa.
Il guadagno sarà sempre 0 dB rispetto al dipolo per il quartino d'onda per i due metri, mentre per l'altra sarà minore a causa delle perdite introdotte dalla carica.
Se qualcuno ti dedica del tempo apprezzalo sempre perché lo toglie al suo per dedicarlo a te


AZ6108

#7
Citazione di: trodaf_4912 il 13 Maggio 2023, 08:02:35Niente di tutto questo.
L'efficenza maggiore è del quartino d'onda per i due metri che è fisico per tale banda , mentre l'altra avrà una efficenza minore in quanto raccorciata e per diventare un quarto d'onda necessità di una carica compensativa.


infatti ho scritto "quella per i 2 metri", certo che quella caricata ha efficienza inferiore, ma il calo di efficienza oltre alla lunghezza dipende anche da dove viene piazzata la carica e dal tipo di carica, ad esempio un cappello capacitivo piazzato all'apice ha il vantaggio di abbassare l'angolo di lancio anche con l'antenna posta bassa sul piano di terra cosa questa che, nonostante la minor efficienza, potrebbe esssere utile, d'altronde l'uso di un'antenna caricata è un compromesso

355/113 is not PI but a darn nice approximation (52163/16604 is even better)

kz

Citazione di: trodaf_4912 il 13 Maggio 2023, 08:02:35Il guadagno sarà sempre 0 dB rispetto al dipolo per il quartino d'onda per i due metri, mentre per l'altra sarà minore a causa delle perdite introdotte dalla carica.

la cosa buffa è che quando ho usato le due antenne sul campo il 1/4 d'onda in 2m ha prestazioni nettamente inferiori alla classica antenna CB caricata da 190cm in 11m.
questo fa a cazzotti con la teoria fino a un certo punto: gli 11m sono in HF e i 2m in VHF...


trodaf_4912

#9
KZ,
la tua considerazione deve comprendere la tipologia delle due frequenze diverse. In 2 metri (VHF) con 100mW e un quarto d'onda fai poca strada, viceversa con la stessa potenza in 27MHz, anche con una antenna caricata e quindi piu' corta di (Lambda /4), copri una distanza maggiore. Entrambe montate a centro tetto.
L'argomento della mia domanda, tuttavia, era concentrato sull'efficienza dell'antenna Lambda/4 e una piu' corta di Lambda/4. Per faare questo ho pensato ad una antenna per i due metri e ad una di 2 metri (follia pura) montate a centro tetto entrambe. Le frequenze sono ovviamente diverse ma non ho chiesto la max distanza percorribile o l'intensita' di segnale ricevuta da un corrispondente, ho chiesto, tra le due quale ha l'efficienza maggiore in relazione alla sua specifica frequenza.
Il quartino d'onda per i due metri e' quella che ha l'efficienza maggiore in quanto non e' caricata. Passando a quella per gli 11 metri, per avere la stessa efficienza  avrei dovuto montare a centro tetto una antenna lunga 2.75 metri. Ora., se la accorcio, ecco che l'efficienza cala anche se inserisco una carica che mi permette di simulare un quarto d'onda.
La carica, per quanto possa essere curata, introduce una resistenza di perdita che purtroppo ne diminuisce l'efficienza.
Io ho parlato di antenne caricate e non cappelli capacitivi che, non risolvono il problema dell'efficienza, anche se fossero dei "Borsalino".  Il cappello capacitivo puo' essere utilizzato su una antenna corta per simularne una lunghezza maggiore ma non e' come usare una antenna di lunghezza corretta. Sono artifici per avere meno perdite rispetto alla carica, se no prendiamo uno stilo di 2 metri e lo riempiamo di cappelli capacitivi per farlo lavorare in 40 metri, magari accorda, ma l'efficienza'... .
Un esempio e' la KLM34A che opera su 10/15/20 metri senza usare le classiche trappole ma usando trappole lineari con condensatori realizzati in tubo. L'antenna ha una efficienza maggiore di quelle trappolate , ma non avra' mai l'efficienza di una monobanda per i 10, una monobanda per i 15, una monobanda per i 20.
Spero di essere stato chiaro e spero inoltre non salti fuori che particolari condizioni di Venere in congiunzione con Saturno non facciano aumentare l'efficienza di una antenna caricata.  [emoji1]
Se qualcuno ti dedica del tempo apprezzalo sempre perché lo toglie al suo per dedicarlo a te

AZ6108

#10
sul fatto che l'efficienza di un'antenna caricata (raccorciata) sia inferiore a quella di un'antennna a dimensione intera, non credo ci siano dubbi, per il resto esistono vari sistemi di carica oltre alla "classica bobina"; il cappello capacitivo (se non ti piace il termine usane pure un altro) e la carica lineare sono altri due metodi per far apparire un'antenna più lunga di quanto non sia fisicamente, e dato che hai parlato di antenna caricata, ho pensato che la carica "capacitiva" fosse in argomento; tra l'altro, sempre restando in argomento, il cappello capacitivo aumenta la resistenza di radiazione, mentre la carica lineare la diminuisce, oltre a questo il cappello capacitivo abbassa l'angolo di lancio, il che è comodo se, ad esempio volessimo prendere una 1/4 d'onda a dimensione intera ed aggiungere un cappello per portarla a 1/2 onda, in tal caso l'antenna, anche posta bassa rispetto al piano di terra presenterebbe angoli di lancio più bassi di una 1/2 non caricata posta alla stessa altezza, ovviamente il guadagno della caricata sarà inferiore, ma l'abbassamento dell'angolo di lancio sarà comunque vantaggioso


355/113 is not PI but a darn nice approximation (52163/16604 is even better)

trodaf_4912

Come ho detto, e' un espediente, ma la resistenza di radiazione non sara' mai uguale.
Poi, se riesci a dimostrarmi il contrario, sono sempre aperto alle dimostrazioni numeriche.
Se qualcuno ti dedica del tempo apprezzalo sempre perché lo toglie al suo per dedicarlo a te

kz

Citazione di: trodaf_4912 il 13 Maggio 2023, 09:37:46particolari condizioni di Venere in congiunzione con Saturno non facciano aumentare l'efficienza di una antenna caricata.  [emoji1]

ammetto di aver sparigliato, consapevolmente e colpevolmente, infatti mi son ben guardato dall'usare il termine tecnico di "efficienza": ho scritto di vaghe prestazioni (che non vuol dire nulla); ma tanto prima o poi sarebbe scappato fuori qualcuno a dire la stessa cosa, no?

la tua risposta non si discute: l'efficienza di una antenna da 1/4 λ montata su piano riflettente è sempre maggiore di quella di un'antenna caricata<1/4 λ montata nelle stesse condizioni.


1vr005

#13
Citazione di: kz il 13 Maggio 2023, 08:33:30la cosa buffa è che quando ho usato le due antenne sul campo il 1/4 d'onda in 2m ha prestazioni nettamente inferiori alla classica antenna CB caricata da 190cm in 11m.
questo fa a cazzotti con la teoria fino a un certo punto: gli 11m sono in HF e i 2m in VHF...
Orc. [emoji54]
In quale tipo di territorio? Nel mio tragitto casa-lavoro e viceversa (14 km di fondovalle ampio e poco ondulato e 4 km in collina con esposizione verso il corrispondente) ho fatto diverse prove in 27, 145 e 433 MHz sempre con lo stesso corrispondente, col risultato di sentirci stabilmente e ripetutamente meglio in 145 e 433 rispetto ai 27.
X30 e Gain Master lui, diamond da un metro e Sirio Turbo 800 io, percorso quasi totalmente extraurbano, il tipo vive praticamente di fianco alla strada che percorro a circa metà tragitto.

trodaf_4912

Ovviamente tutto dipende dalle condizioni circostanti, da dove si trova l'interlocutore, dagli ostacoli e dalle riflessioni. Non si puo' dettare una regola. Io, da perfetto briccone, ho utilizzato come esempio una Lambda/4 per i due metri su un piano riflettente perche' la sua lunghezza non prevede cariche o accrocchi vari, viceversa la ho confrontata con una antenna per la 27 caricata e quindi ho un po' barato. Se quest'ultima fosse stata lunga Lambda/4 avrebbe avuto la stessa efficienza della prima. Per quanto riguarda la distanza coperta, ritorniamo al punto di partenza e cioe' dalle condizioni al contorno.
Ci sono dei colleghi che usano antenne che per loro costruzione, si possono assimilare a carichi fittizi, in pratica con efficienza bassa. Eppure, se chiedi loro, se sono contenti ti rispondono che e' una antenna eccezionale, larghissima di banda con ros=1 con la quale hanno collegato mezzo mondo. Andare a spiegare loro che di fatto stanno usando "un ferro da stiro" come antenna e' tempo perso poiche' ti risponderanno che i luoghi da loro collegati confermano l'efficacia dell'antenna in uso. Se una antenna ha un efficienza bassa, non vuole dire che non sia utilizzabile in trasmissione o che abbia un ros alto, vuole dire solamente che parte della potenza che gli giunge non viene irradiata. In HF, quando vi e' un minimo di propagazione basta poca potenza per fare collegamenti notevoli.
Se qualcuno ti dedica del tempo apprezzalo sempre perché lo toglie al suo per dedicarlo a te

kz

@1vr005 in ambito urbano: VHF e UHF faticano, mentre la CB e simili riesce a cavarsela un poco meglio.
come vedete ho barato anche io, scegliendo per l'esempio pratico un ambiente relativamente sfavorevole ai 2m.
(però "ha barato" anche 1vr005: ha paragonato una antenna CB corta e caricatissima con una antenna bibanda bella lunga)

trodaf_4912

Non c'e' che dire siamo tutti e 3 dei bricconi [emoji12] matricolati !
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1vr005

Citazione di: kz il 13 Maggio 2023, 13:22:04@1vr005 in ambito urbano: VHF e UHF faticano, mentre la CB e simili riesce a cavarsela un poco meglio.
come vedete ho barato anche io, scegliendo per l'esempio pratico un ambiente relativamente sfavorevole ai 2m.
(però "ha barato" anche 1vr005: ha paragonato una antenna CB corta e caricatissima con una antenna bibanda bella lunga)
Vero, però a) la turbo 800 è poco più corta della diamond - per cui a circa pari lunghezza dell'antenna potrei dire che nel mio ambito vanno meglio V e U rispetto agli 11 metri e b) la turbo 800 perde forse mezzo punto di segnale rispetto alla più lunga Turbo 2000 (1,4 metri) e penso che anche con quella la spunterebbero V e U.
A ogni modo nel locale V e U hanno ottime chance di spuntarla per 6 anni su 11 sui 27 MHz e tutta la notte sempre o quasi sempre perché non c'è mai qrm da stazioni estere che in 27 la fa a lungo da padrone.

AZ6108

Citazione di: trodaf_4912 il 13 Maggio 2023, 10:58:09Come ho detto, e' un espediente

Beh, in tal caso anche l'uso di un'induttanza (o "bobina di carico") seguendo la tua definizione, è un espediente, alla fine della fiera si tratta di due modi per allungare virtualmente il radiatore

Citazionema la resistenza di radiazione non sara' mai uguale.

dipende; come sai la resistenza di radiazione (Rr) è una funzione diretta dell'effettiva lunghezza elettrica di un radiatore e della distribuzione delle correnti sullo stesso, e come mi insegni, il suo valore varia in modo quadratico - ad esempio un radiatore di 9m avrà un valore Rr circa doppio rispetto a quello di un radiatore di 6m, ed un radiatore di 12m avrà una Rr circa quadrupla rispetto a quella del radiatore da 6m; ora, evitando di andare a cercare casi estremi, tipo un radiatore per la 27 lungo 10cm e caricato per farlo apparire 1/4 lambda, guardiamo a casi più pratici come ad esempio un radiatore lungo 2m e caricato per giungere ad una lunghezza elettrica di 1/4 lambda

Se consideriamo che l'uso di un cappello capacitivo ben fatto (es. 6 od 8 stub orizzontali connessi all'apice del radiatore e con gli estremi a loro volta connessi con un conduttore) permette di aumentare la Rr fino ad un fattore di circa 4 ed al contempo sposta il nodo di corrente verso l'alto, è facile capire come, tale approccio permetta di recuperare, se non tutta, buona parte della Rr giungendo a valori prossimi a quello dell'antenna a dimensione intera (circa 36 Ohm per un radiatore per gli 11m lungo 1/4 d'onda) ed il tutto con perdite ridotte rispetto al classico radiatore caricato con induttanza posta alla base


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trodaf_4912

Ma che incompetenti sono i costruttori di antenne. Basta prendere uno stilo verticale di 5 metri e inserire a varie altezze vari cappelli apacitivi per raggiungere la resistenza di radiazione di uno stilo 1/4 d'onda per i 40 metri, ottenendo gli stessi risultati per quanto riguarda l'efficienza.
Mi domando perche' non lo abbiano mai fatto.
Se qualcuno ti dedica del tempo apprezzalo sempre perché lo toglie al suo per dedicarlo a te

AZ6108

#20
Citazione di: trodaf_4912 il 15 Maggio 2023, 14:31:17Ma che incompetenti sono i costruttori di antenne. Basta prendere uno stilo verticale di 5 metri e inserire a varie altezze vari cappelli apacitivi per raggiungere la resistenza di radiazione di uno stilo 1/4 d'onda per i 40 metri, ottenendo gli stessi risultati per quanto riguarda l'efficienza.
Mi domando perche' non lo abbiano mai fatto.

Mi chiedo per quale motivo qualcuno potrebbe voler fare una cosa del genere, stiamo parlando di sistemi di "carica" non di "trappole" e di un'antenna monobanda; se volessimo applicare la cosa ad una multibanda, ad esempio un dipolo trappolato, potremmo aggiungere i cappelli capacitivi alle estremità di tale dipolo per accorciarlo, ma ovviamente, come sai perfettamente, tali cappelli avrebbero effetto solo sulla lunghezza d'onda maggiore.

P.S. nel caso di una verticale per i 40, riducendone la lunghezza ad 8 metri ed aggiungendo al vertice un cappello capacitivo opportunamente dimensionato (a "spanne" direi 8 stub di circa 45cm uniti agli estremi) si ottiene il risultato desiderato senza troppi problemi e con un'antenna accorciata di circa 2 metri, l'ho scritto e lo ripeto, se conosci un sistema di carica miracoloso che presa un'antenna di 1m la trasformi in una verticale efficiente per i 160 metri, quello ancora non lo ha inventato nessuno; se lo conosci brevettalo, potresti farci un sacco di soldi



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HAWK

@AZ...
 In varie occasioni sulle discussione di antenne, ho sempre sostenuto che TUTTE le ditte, progettano, costruiscono, sempre tutte allo stesso modo, di ingegnerizzazione c'è poco, nella inventiva; escluso design, viti, giunture, bulloni, poi tutte le aziende si rifanno alle tabelle delle leggi fisiche, radioelettriche, radiofrequenza, tutto normale, un obbligo attenersi alle leggi fisiche.

Fatte salve le leggi della fisica giuste, obbligatorie, diciamo pure, una vera azienda innovativa, scopre e progetta e realizza, una antenna, o nel materiale, o nella costruttività, quindi farà una antenna di 1 metro che sarà più efficiente di una da 9 metri su tutte le bande.

Ovvio che i signori tecnici legati alla fisica scontata e conosciuta, diranno impossibile; MA, 50 anni fà quante cose di oggi sembravano fantascienza ?
Le aziende, si scimmiottano tra loro alla fine, un giorno arriverà uno sprovveduto e la realizzerà....

73'.

trodaf_4912

#22
Speravo di non essere tirato per i capelli ma putroppo non e' stato cosi'.
Prendiamo il vettore di Poynting P0 che vale P0 = S*4*Π*r^2 dove S e' la densita'di potenza dell'onda incidente ricevuta dall'antenna e 4*Π*r^2 e' la superfice della sfera isotropa.
Il modulo del vettore di Poynting è l'intensità dell'onda, cioè l'energia che attraversa la superficie ortogonale alla velocità di propagazione nell'unità di tempo. In pratica la superficie  in [m^2] dell'antenna.
La relazione che lega il Guadagno in ricezione vale G= K * Aeff con K= 4*Π/λ^2.

In sintesi, piu' la superfice dell'antenna e' "grande" piu' il segnale ricevuto sara' maggiore e questo permette di applicare il teorema di reciprocita' tra trasmissione e ricezione (non e' proprio vero perche occorre che le tue antenne, trasmittente e ricevente siano puntate direttamente tra loro, ma si puo' per il momento semplificare). Quindi l'area efficace (Aeff ) di una antenna e' una delle responsabili del suo guadagno in ricezione.
Se io faccio una antenna corta e poi la carico o gli metto un cilindro, un cappello, o quello che ti pare, in ricezione sara' sempre "scarsa di manica".
Quanto ho esposto e' in modo, molto, ma molto semplificato. Se si vuole approfondire consiglio di studiare, come feci io a suo tempo nel 1980, il libro dell'Ing. Gian Carlo Corazza (mio docente e con il quale diedi l'esame) "Fondamenti di Campi Elettromagnetici e Circuiti" Edizioni Patron. Per sapere chi era costui basta fare una ricerca su Internet.
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AZ6108

#23
@trodaf_4912

Tutto corretto, per carità, solo che non mi sembrava fosse in discussione il fatto che un'antenna a dimensione intera abbia maggior efficienza di un'antenna raccorciata tramite un sistema di carica, bensì il fatto che, usando un sistema di carica capacitiva si possa riuscire a recuperare parte della Rr perduta a causa dell'accorciamento; il tutto, credo sia ovvio, se l'accorciamento è entro limiti accettabili, i miracoli, come sai perfettamente, non esistono

P.S. se poi lo scopo era dimostrare il concetto "io sono io e tu/voi non sei/siete un ca***" come si evince facilmente dalla discussione, allora dillo anzi, scrivilo, chiaramente; dato che ritengo che nessuno ti abbia offeso, se però credi sia successo, io sono qui.

buona serata.

355/113 is not PI but a darn nice approximation (52163/16604 is even better)

trodaf_4912

#24
Mi corre l'obbligo di rispondere per chiarire.
Il concetto era che una antenna caricata non puo' avere l'efficienza di una antenna non caricata. Poi e' stato introdotto, non da me, il cappello capacitivo dove si assumeva che, grazie a questo, la resistenza di irradiazione assumeva valori simili a quella di una antenna non caricata. Per assurdo, allora, ponendo un numero di cappelli capacitivi si sarebbe potuto raccorciare ulteriormente l'antenna senza pregiudicare sensibilmente la resistenza di radiazione. Il problema che una antenna non deve solo trasmettere ma anche ricevere e pertanto ho dimostrato, sempre con formule, che l'energia ricevuta dall'antenna in ricezione e' in qualche modo proporzionale alla sua area efficace. Per fare questo ho introdotto alcuni passaggi semplificati.
Pero' se uno dubita di quanto ho scritto, peraltro lecito in quanto ognuno lo puo' pensarla a suo modo, ho consigliato di studiare il testo da me citato che viene usato in varie universita' Italiane. Il fatto che io lo abbia studiato e' ovviamente una nota a margine poiche' era d'obbligo per il mio tipo di corso universitario.
Nell'ultimo tuo post mi hai accostato al Marchese del Grillo, che per nascita eredito' tale carica mentre il sottoscritto, al contrario ha dovuto faticare sui libri per assimilare concetti che sembravano astrusi. Questo non ti fa onore.
Che dire, il fatto che tu sia a disposizione mi e' indifferente, questo non e' un duello fra me e te, bensi' esprime la differenza tra la costruzione di una teoria basata su internet che alle volte puo' essere fuorviante, e quella acquisita studiando.

Poiche' capisco che la discussione sta prendendo, come altre volte, la via della polemica, cosa che a me non interessa, preferisco chiudere il 3D.
Buona giornata.

 
Se qualcuno ti dedica del tempo apprezzalo sempre perché lo toglie al suo per dedicarlo a te