Accordatore in stazione o all'antenna

[trodaf_4912]

Vediamo quale e' la migliore soluzione per accordare un'antenna utilizzando un accordatore posizionato in stazione o nel punto di alimentazione dell'antenna.
Facciamo una ipotesi :
- Impedenza dell'antenna ZL=100+j100 OHm
- Cavo coassiale di lunghezza 23 metri
- Frequenza 30MHz.
- Potenza in uscita dal TX =100W.
Se si connettesse il TX all'antenna utilizzando un cavo ideale e cioe' senza attenuazione e con fattore di velocita FV=1 si sarebbe in questo caso :

Come si puo' vedere l'SWR in stazione e' 4.26 e la Potenza deliberata al carico risulta 61.5W.

Nel caso si utilizzi come cavo l'RG213 la situazione diventa :

In questo caso grazie all'attenuazione l'SWR si riduce a 3.19 ma anche la potenza deliberata al carico si riduce a 52.3W.

Adesso introduciamo l'accordatore di antenna e vediamo cosa succede se lo posizioniamo in stazione e utilizziamo il cavo coassiale ideale del primo esempio.

L'SWR dopo l'accordo risulta 1.01 e la potenza deliberata al carico 99.1W.

Adesso sostituiamo il cavo ideale con l'RG213

In questo caso l'SWR diventa 1.2 circa e la potenza deliberata al carico sara' 71,7W.

Adesso spostiamo l'accordatore nel punto di alimentazione dell'antenna e utilizziamo il cavo coassiale ideale :

In questo caso abbiamo l'SWR=1 e la potenza deliberata al carico diventa 99W.

Adesso sostituiamo il cavo ideale con l'RG213 :

In queste condizione l'SWR diventa 1 e la potenza deliberata al carico e' 83.2W.

Che conclusioni possiamo trarre ?. Rimanendo nel caso reale e cioe' l'uso di RG213, le due soluzioni con accordatore in stazione e accordatore nel punto di alimentazione dell'antenna differiscono a favore di questo ultimo caso.
In questo caso, la differenza a livello di potenza deliberata al carico non e' enorme (12%) ma, in caso di utilizzo di potenze elevate erogate dal trasmettitore, si possono verificare casi in cui l'onda stazionaria che si forma lungo il cavo coassiale, nel caso di accordatore in stazione, possa assumere ventri elevati di tensione in corrispondenza di nodi di corrente e portare a perforazione del dielettrico del cavo stesso.

Ma se il disadattamento fosse molto elevato, ad esempio se l'impedenza dell'antenna fosse ZL=3200+j2000 OHm (abbastanza tipico quando si usano antenne filari) la forbice dei due casi diventa molto piu' ampia.
Vediamo il caso di adattamento al carico :

Con 100 W erogati dal trasmettitore, cavo RG213, l'SWR diventa 1.2 e la potenza deliberata al carico si riduce del 20% e cioe' 79.7W.
Confrontiamola stessa situazione ma con accordatore in stazione :

Come si vede, l'SWR rimane perfetto dopo l'accordo, ma la potenza trasferita all'antenna diventa 11.2W  e cioe' l'89% in meno.

Quindi si puo' dedurre che accordare nel punto di alimentazione dell'antenna risulta sempre il piu' efficace e, rispetto all'accordo in stazione, ci mette al riparo da eventuali problemi che possono nascere sul cavo coassiale in caso di disadattamento molto elevato.

[AZ6108]

sarebbe interessante un confronto tra una linea coassiale ed una realizzata con "scaletta" 450 Ohm entrambe con la stessa lunghezza e connesse ad una doublet lunga 41.148m in totale (la classica 135ft) posta in orizzontale a 15m dal suolo

[trodaf_4912]

Prego, si accomodi, rimango in attesa.
73'

[HAWK]

@ Trodaf una domanda, riporto un tuo scritto:

Quindi si puo' dedurre che accordare nel punto di alimentazione dell'antenna risulta sempre il piu' efficace e, rispetto all'accordo in stazione, ci mette al riparo da eventuali problemi che possono nascere sul cavo coassiale in caso di disadattamenti molto elevati.

Fine report.

Ora, se accordo alla fine del cavo, nel punto di alimentazione antenna, quindi deduco, antenna/ATU/cavo/radio, in tale formulazione secondo me, non ho protezione in caso di guai appositi in percorso, è meglio prima del cavo/antenna, in quanto mi dovrebbe proteggere da un disadattamento cavo/antenna...

Non saprei se mi sono spiegato bene, nel caso potrei avere una deduzione errata...ma è una riflessione che facevo.
73'.

[BarboneNet]

La thrueladderline è 600ohm!

Cmq io con tuner da palo MFJ vado da dio.

Inviato dal mio SM-M135F utilizzando Tapatalk

[AZ6108]

La thrueladderline è 600ohm!

io stavo pensando a queste

https://thewireman.com/product/dual-coax-feed-line/

[BarboneNet]

io stavo pensando a queste

https://thewireman.com/product/dual-coax-feed-line/

https://www.trueladderline.com/blog/window-line-open-wire-feedline-or-ladder-line/

[BarboneNet]

@ Trodaf una domanda, riporto un tuo scritto:

Quindi si puo' dedurre che accordare nel punto di alimentazione dell'antenna risulta sempre il piu' efficace e, rispetto all'accordo in stazione, ci mette al riparo da eventuali problemi che possono nascere sul cavo coassiale in caso di disadattamenti molto elevati.

Fine report.

Ora, se accordo alla fine del cavo, nel punto di alimentazione antenna, quindi deduco, antenna/ATU/cavo/radio, in tale formulazione secondo me, non ho protezione in caso di guai appositi in percorso, è meglio prima del cavo/antenna, in quanto mi dovrebbe proteggere da un disadattamento cavo/antenna...

Non saprei se mi sono spiegato bene, nel caso potrei avere una deduzione errata...ma è una riflessione che facevo.
73'.

meglio accordare nel punto di alimentazione, perche l'accordatore agisce dall'accordatore alla radio, dall' altro lato non fa nulla!

quindi se la tua antenna senza accordatore ha ros 4, trasmetterai cmq con ros 4 dopo l accordatore..........e se in quel tratto hai una ladderline, non hai perdite dovute al surriscaldamento del cavo.....se hai del coassiale, si ritrovera a lavorare con ros 4 e si scaldera e mano a mano le tue prestioni caleranno.

[AZ6108]

https://www.trueladderline.com/blog/window-line-open-wire-feedline-or-ladder-line/

si, so a cosa ti. riferivi; solo che per uso "portatile" la "window line" è più gestibile

ad ogni modo, restando in tema

http://www.w1aex.com/owl/owl.html

con quella avresti TUTTO autocostruito

[AZ6108]

Prego, si accomodi, rimango in attesa.
73'

http://www.arrl.org/files/file/Technology/tis/info/pdf/9706057.pdf

[kz]

oggi il menu era: sperimentazione scientifica contro link fritti e rifritti.
vince la sperimentazione.
grazie trodaf, grazie Bairam

[HAWK]

@ Trodaf, gentile per la chiarezza, ho capito.
Grazie.

[nik77]

Grazie Trodaf ,purtroppo devo usare il mio accordatore in stazione ,pero ormai l'antenna e fatta ,da farmi un po di ladder line ,pero stavo pensando che siccome il muro e grosso e devo entrare in stazione vorrei sperimentare con 2 pezzi di coax in paralello  che entra e esce dalla stazione poi va al ladder line ,sono aperto a vostri consigli ,73s to all ,nik.

[BarboneNet]

oggi il menu era: sperimentazione scientifica contro link fritti e rifritti.
vince la sperimentazione.
grazie trodaf, grazie Bairam

Auguroni kz ;)

[trodaf_4912]

Accordare nel punto di alimentazione dell'antenna significa utilizzare un accordatore automatico che fa' tutto lui.
In realta' esiste anche una sistema "ibrido" che comporta l'uso di un accordatore da palo "remotizzato" senza i circuiti interni che decidono il modo di riduzione dell'SWR.
In pratica "l'accordatore remotizzato" contiene solo la rete di accordo, che potra' essere un T, una LC o CL comandati dalla stazione. L'SWR viene letto in stazione.

Sembra una cosa senza senso, in pratica accordo nel punto di alimentazione dell'antenna in base alla lettura dell'SWR fatto in stazione.
In pratica in stazione occorre pilotare il variabile e l'induttore ed eventualmente con un rele' spostare il variabile prima o dopo l'induttore serie in modo da fare assumere alla rete di accordo una configurazione CL o LC.
Ma leggendo l'SWR in stazione ha senso tutto questo o e' incongruente con quanto si e' affermato in precedenza ?.
Innanzitutto dobbiamo tenere presente che gli accordatori da palo seri costicchiano mentre realizzare un accordatore con condensatore variabile e un roller induttivo e' piu' economico. Inoltre gli accordatori automatici gestiscono potenze in ingresso non elevatissime mentre scegliendo noi i componenti possiamo realizzarlo in modo che sia esuberante come gestione della potenza in ingresso. Occorre poi motorizzare i due elementi della rete di accordo, ma questo, posso assicurare non e' un problema , basta un minimo di conoscenze meccaniche.
Ma, ripeto, stiamo facendo una cosa sensata o no leggendo l'SWR in stazione e comandando l'accordo nel punto di alimentazione dell'antenna ?. Certo la situazione e' poco ortodossa.
Vediamo, come al solito dai numeri, cosa succede e se il gioco vale la candela.
Quanto sto per descrivere e' stato non solo provato numericamente dal sottoscritto ma anche realizzato empiricamente ottenendo risultati coincidenti.
Ipotizziamo di avere una antenna con carico ZL=66-j114 OHm, la frequenza di operazione 14MHz, 23 metri di RG58A/U Belden, potenza in uscita dal trasmettitore 100W.
La situazione e' la seguente :

Come si vede l'SWR in stazione risulta 5.8.

Adesso vediamo cosa succederebbe se accordassimo l'antenna direttamente al suo punto di alimentazione tramite il trasmettitore  connesso direttamente all'accordatore senza alcun cavo coassiale un accordatore e senza cavo coassiale :

Ovviamente avremo in pratica tutta la potenza erogata dal trasmettitore sull'antenna e l'SWR=1. Da notare i valori di accordo assunti dal condensatore = 15.03pF e dall'induttanza =1.16uH.

Adesso invece inseriamo 23 metri di cavo RG58 senza accordatore :

Come si vede l'SWR in stazione diventa 3.12 a causa dell'attenuazione del cavo e dalla trasformazione dell'impedenza introdotta dal cavo stesso. L'impedenza passa da 66-j114 a 17.4-j14 OHm.

Adesso inseriamo l'accordatore nel punto di alimentazione dell'antenna e lo regoliamo a distanza dalla stazione fino a leggere l'SWR minimo.

L'SWR diventa 1 e il valore del condensatore diventa 15.79pF e l'induttanza = 1.63uH.
Come si vede tali valori non differiscono tra loro, con o senza il cavo coassiale, e quindi la regolazione dell'accordo nel punto di alimentazione dell'antenna con la lettura dell'SWR in stazione e' possibile e non si hanno delle differenze troppo sensibili.
Quindi, come gridava Gene Wilder in Frankenstein junior, SI PUO' FARE !. 

Adesso cosa succede quando la ZL e' molto diversa e supponiamo sia  ZL=3000+j2000 OHm.

Come si vede l'SWR e' 1 mentre l'induttanza e' 5.6uH e la capacita' e' 25.1pF.

Adesso inseriamo i 23 metri di RG58 e vediamo cosa si trasforma l'SWR in stazione :

In pratica i valori dell'induttanza e del condensatore non sono variati, l'SWR letto in stazione diventa 1.02 e la potenza al carico diventa 70.3W. Questa riduzione e' dovuta all'attenuazione del cavo coassiale.

In definitiva, si puo' adottare un accordatore nel punto di alimentazione dell'antenna ma remotizzato dalla stazione e contemporaneamente leggere l'SWR in stazione senza avere differenze apprezzabili nella lettura.

[AZ6108]

bello, complimenti

ma perché ti sei preso la briga di dimostrare qualcosa che si sapeva già ?

Non per altro ma le sonde di fase (e non solo) sono uscite fuori (negli accordatori) solo nel caso di quelli "automatici"; se hai il classico "man in the loop" il problema non si pone

con buona pace di chi ...
 

[r5000]

73 a tutti, tutto giusto ma cosa succede quando l'antenna è corta e l'accordatore remoto ha una capacità massima non sufficiente per accordare e tra accordatore e rtx c'è di mezzo un cavo coassiale h155 lungo tanto da fare vedere al rosmetro in stazione ros 1.3? trasmetti sapendo di non fondere i finali e pensi che l'accordatore remoto ( atu150 cinese) ce la fà e accorda la av640 in 80 mt, ti rispondono pure anche se i segnali ovviamente sono bassi e l'antenna è poco rumorosa, ma in questo caso è il cavo a fare da trasformatore d'impedenza e senza il rosmetro nell'accordatore remoto non lo puoi sapere (e vivi felice perchè sei l'unico che ha un'av640 che và anche in 80 mt...) fin che misuri sotto l'accordatore e vedi ros 4, a questo punto un condensatore da 1500 pF in parallelo al condensatore da 1000 pF fà funzionare l'accordatore a ros 1.5 e in stazione il ros diventa 1.1, i segnali aumentano e adesso si può dire che l'av640 fà  10 bande (80 mt e 60 mt...), non sò quanto è esattamente lungo il cavo perchè intubato e non volevo sfilarlo ma  metro più  metro meno saranno 15- 20 mt, per alimentare l'accordatore remoto si usa un vecchio cavo sat dismesso e quando non è alimentato un relè bypassa l'accordatore e l'av640 funziona diretta, quando vuole fare gli 80 e i 60 mt accende l'accordatore e relè...
ps:l'atu150 ha lo stesso circuito dell'atu100 di N7DDC con i relè e condensatori più grossi ma ha gli stessi limiti di accordo però con 100€ non si può pretendere di più e di fatto sembra funzionare bene, vedremo quanto dura sul tetto ma ha passato l'inverno senza problemi...

[trodaf_4912]

Rispondo in ordine:
- Ho fatto la dimostrazione numerica in quanto sono molte le cose che si credono di sapere e in realta' non si sanno se non per sentito dire. Davanti ai numeri non esiste alcun dubbio.
- R5000, ho fatto veramente molta, ma molta fatica a seguirti in quanto hai usato un periodo estremamente lungo e senza l'uso di punteggiatura. Non me ne volere ma credo che questo sia stato dettato dall'ora in cui hai scritto il post. In ogni caso faccio alcune considerazioni. Non ho  la simulazione dell'H155 in quanto a capacita' per metro, induttanza per metro, attenuazione a 7 MHz e pertanto mi affido all'RG213 che sicuramente migliore non e'.
Mi hai domandato, se ho capito bene, se l'accordatore remoto, ma a questo punto anche un accordatore automatico, non riesce ad accordare sugli 80 metri il carico di antenna con un SWR=4 e, vista la lunghezza del cavo coassiale, leggerei in stazione un SWR=1.3. Ho ipotizzato un carico di antenna ZL=50+j74 a cui corrisponde un SWR=3.9 (un po' meno di 4, come da tua ipotesi), e che l'accordatore remoto non riesca ad accordarlo.

Il fatto che abbia scelto 50+j74 e' un caso, a SWR=4 appartengono tutti i punti del cerchio con il modulo del coefficiente di riflessione |Γ|=0.595, l'unica cosa che cambia e' la fase del vettore Γ .

Adesso ipotizziamo di inserire un cavo coassiale (RG213) per vedere quando leggo in stazione un SWR=1.3.

Come si vede affinche' questo avvenga dovrei usare 600 metri di cavo coassiale. Questa e' una situazione altamente improbabile. Chi e' il folle che usa 600 metri di RG213 per alimentare la propria antenna ?. La situazione peggiorerebbe in termini di lunghezza del cavo usando l'H155 che ha perdite minori dell'RG213.

Ora parliamo degli accordatori automatici, tanto per essere chiari. L'ATU100/150/500 non e' un accordatore da palo ma se lo si vuole usare come tale si puo' fare. Tanto e' che chi lo ha progettato si e' rifatto allo schema usato dalla LDG. Infatti la LDG sugli accordatori da palo o da stazione usa solamente il Tandem Match ed eventualmente il riconoscimento della frequenza (questo sugli accordatori da stazione). L'LDG RC100/RC600 sono di fatto lo schema dell'ATU100 solo con componentistica migliore e adatta alla potenza che deve gestire. Sia l'ATU100/150/500 sono celle con induttore serie e condensatore verso massa spostato prima o dopo l'induttore realizzando cosi' una cella CL o una LC. Gli accordatori LDG sono i piu' semplificati rispetto alla concorrenza : MFJ, JC4, LGC, CG.
Spero di averti risposto.

[AZ6108]

- Ho fatto la dimostrazione numerica in quanto sono molte le cose che si credono di sapere e in realta' non si sanno se non per sentito dire. Davanti ai numeri non esiste alcun dubbio.

Ok, e per chiarire; la mia non era una critica, anzi.

Una nota; se abbiamo una linea di trasmissione coassiale con una data impedenza caratteristica (es. 50 Ohm) e tale linea è terminata correttamente lato RTX (come dovrebbe essere), l'impedenza caratteristica di tale linea resterà la stessa anche all'altro lato (accordatore), per cui a parte il discorso perdite dovuto all'attenuazione della linea, direi che il fatto che sia possibile l'utilizzo di accordatore remoto e di un rosmetro in stazione non debba sorprendere; alla fine della fiera con l'accordatore remoto andiamo a cercare il miglior adattamento di impedenza con l'estremità remota della linea di trasmissione, ed una volta trovato tale adattamento, otterremo che il coassiale sia terminato alla sua impedenza caratteristica (circa) ad entrambe le estremità ... o mi sfugge qualcosa ?

[trodaf_4912]

Ti sfugge che il cavo coassiale reale ha una capacita' e una induttanza per metro e quindi opera una trasformazione dall'inizio al termine del cavo non modificando sensibilmente l'SWR ma cambiando le coppie R,X spostandosi sul cerchio con il modulo del coefficiente di riflessione costante. Pertanto lla coppia R,X che si adatta con l'accordatore in stazione non e' la stessa che si ha nel punto di alimentazione dell'antenna anche se l'SWR si muove di poco.
Un esempio e' l'adattatore a quarto d'onda che e' lungo 90 gradi elettrici :

Spostandosi dal carico verso il generatore di 4.05 metri si azzera la reattanza. Dopo si utilizza un trasformatore LAMBDA/4 e cioe' un cavo coassiale con Zc=100 OHm e lungo 13.8 metri trasformando la parte reale da 200+j0 a 50 OHm.
Ovviamente si puo' usare su un intervallo di frequenza limitato ma le perdite sono estremamente limitate.
L'adattatore LAMBDA/4 e' molto utile in antenne monobanda. Il cavo, in questo caso da 100 OHm, lo si ottiene da due spezzoni di cavo da 52 OHm lunghi LAMBDA/4 e con le calze unite assieme all'inioz e al termine dello spezzone (50*2=100 OHm)

[AZ6108]

Ti sfugge che il cavo coassiale reale ha una capacita' e una induttanza per metro e quindi opera una trasformazione dall'inizio al termine del cavo

Perfetto, ma se, a questo punto, io termino il coassiale ad entrambe le estremità con l'impedenza che lo stesso va a presentare... (la faccio breve, ma credo tu abbia capito dove voglio andare a parare )

[r5000]

73 a tutti, esatto, non mi sono spiegato bene , l'av640 è un'antenna multibanda dai 40 mt a salire e visto che  in condominio non era fattibile  per mancanza di spazio fare dipoli ecc... volendo provare gli 80 mt e visto che almeno in ricezione qualcosa riceve abbiamo provato  l'accordatore manuale in stazione, Ros a 1:8  e segnale trasmesso basso, lui con 100 watt e  io in qrp  arrivo più forte, io ho l'antenna più efficiente e lui un'antenna corta con 20 mt di cavo accordati in stazione, proviamo con l'accordatore automatico sul tetto, migliora il segnale e il Ros è più o meno come prima , serve ancora l'accordatore manuale in stazione e và modificato il tutto perché non fa' il bypass dell'accordatore remoto , preparo il relè per il bypass (doppio deviatore) e così l'antenna funziona ancora come prima per tutte le sue bande, non c'è bisogno di accordare e misuro tutte le bande, in 80 mt se  ricordo bene  14 ohm resistivi e 30 reattivi ma forse erano meno ancora  tipo 10 resistivi e 40 reattivi, di sicuro l'accordatore remoto accordava a fatica  e il rosmetro sotto l'accordatore misurava Ros 4 mentre giù in stazione era più basso, c'era una grande differenza tra il rosmetro sul tetto e quello in stazione, poi  l'accordatore automatico  ci metteva troppo per accordare e tanto valeva  fare un circuito aggiuntivo per gli 80 mt ma in 60 mt accorda con facilità,  quindi  provo con un condensatore in parallelo a quello da 1000pF e l'accordatore accorda veloce gli 80 mt, il Ros misurato sul tetto dopo l'accordatore e misurato in stazione quasi coincidono, il motivo è che in 80 mt il cavo di discesa (h155 è un cavo foam da 6 mm poco più grande dell'rg58 e perde poco più dell'rg213 foam ma ha perdite inferiori all'rg213 compatto) Lungo più o meno 1/4 d'onda (a spanne perché non l'ho sfilato) fa' da trasformatore di impedenza , le perdite del cavo sono contenute ed è bastato modificare la capacità di accordo dell'accordatore sul tetto per aumentare l'efficienza di tutto il sistema,  sicuramente non è dovuto al cavo (che non ho cambiato...) ma alle perdite dei toroidi nell'accordatore o nell'adattatore dell'av640  che ovviamente non è stato toccato per  usare l'antenna originale dai 40 mt a salire ma il punto è che in 80 mt c'è il cavo  lungo preciso da avere due misure di Ros molto diverse e se non misuravo sotto l'accordatore remoto il mio amico  arrivava più basso  e si dava colpa all'antenna quando è dovuto alle perdite di disadattamento...

[AZ6108]

73 a tutti, esatto, non mi sono spiegato bene , l'av640 è un'antenna multibanda dai 40 mt a salire

e già, andiamo sul "caso limite", ma proseguiamo...

il rosmetro sotto l'accordatore misurava Ros 4 mentre giù in stazione era più basso, c'era una grande differenza tra il rosmetro sul tetto e quello in stazione

non faccio fatica a crederci, e la cosa non mi stupisce

l'accordatore automatico  ci metteva troppo per accordare

... stiamo parlando di accordatori MANUALI controllati dalla stazione, non di accordatori automatici più o meno "intelligenti"; un UMANO sa che antenna è connessa, l'accordatore NO, e se non ha tutte e tre le "sonde" ...

[trodaf_4912]

Come sappiamo, l'AT100 e' un po' poveretto. Infatti, se guardi lo schema, al max puo' commutare 399pF e 3.97uH. Quindi nel caso in cui, come da te riportato, la ZL=10-j40 OHm, per accordare tale carico sarebbe necessaria una rete LC i cui valori (in 80 metri) sarebbero L=2.6uH (e in questo l'ATU100 ce la farebbe), e la C=1722pF (ma qui l'ATU100 non ce la fa' poiche' al max arriva a 399pF) e quindi non l'accorderai mai.
L'ATU100 potra' accordare una ZL=42-j30 o -j40 ma al di sotto di 42 OHm non ci riesce perche' la capacita' necessaria sarebbe maggiore di 399pF.

[kz]

l'ATU 150, pur mantenendo lo stesso firmware, ha alcune differenze circuitali: è più grande e non ha induttanze avvolte su toroidi.

ATU 100


ATU 150


la versione remota è ancora più evanescente di quella da stazione: non solo non esiste un manuale o uno schema, ma cambia nome a secondo di chi lo vende (ATU50, ATU150, ATU200...)