Autocostruzione collineare coax

[Skidrow]

Ciao a tutti, dopo aver fatto qualche sleeve dipole più o meno riuscite, ed erano più facili, ho iniziato con una collineare, vorrei sfruttare lo zoccolo e il tubo in fibra di qualche Gizont che avevo comprato a poco, una da 45 cm, ma con uno spazio utile di 34 cm, e in particolare più una da 55 cm con spazio utile di 45 cm.

Per cominciare avevo provato un progetto che si trova in giro per la rete da anni, che viene da Nuova Elettronica, ma il risultato è stato pessimo, non ho neanche provato a correggerla.

Stamattina sono passato a questo:
https://www.steeman.org/antenna/collinear-coax
Pensavo di provare a fare due segmenti da λ/4 per vedere se rientra in un'impedenza decente, poi aggiungere eventuali altri due λ/4 oppure un λ/2 intermedio.

Il VF del RG316 che sto usando dovrebbe essere 0,69, quindi se voglio fare due segmenti da un quarto d'onda:
300.000/869,5 =  345
345/4 = 86,25mm * 0,69 = 59,5mm

Ho tenuto il connettore N a vite con un pezzo di linea che tanto passa per la base del radome e non sarà un'area utile per gli elementi radianti, da qui ho saldato i due segmenti da 1/4 λ come dal tutorial, con la cima aperta (?) Proviamo così? Nah, il vna dice cose brutte.

Ci ho saldato in cima un filo elettrico rivestito, da 52mm immaginando un velocity factor di 0,60, ma va male lo stesso, già meglio comunque.

Dal tutorial non avevo capito che differenza c'è tra la linea che entra in antenna e il primo segmento, visto che sono gli stessi conduttori nelle stesse posizioni interna/esterna e l'ho saldati invertiti da subito, come tutti gli altri segmenti e cacchio qualcosa succede. Sembra perfettamente risonante ma a 985 MHz che non è la mia frequenza di lavoro.





Ora penso che venga il passaggio di correggere le misure degli elementi, magari con criterio, ma soprattutto - come capire il modo di prevenire tutto lo scostamento che provoca il radome? Che è tanto.
Qualcuno ha dei suggerimenti su che metodo usare? intendo non una risposta già pronta, ma più la strada da seguire, o qualche testo/tutorial per capire come usare le informazioni del vna per correggere l'antenna.

[Skidrow]

Se non ci fosse il problema del radome penserei di rifare i segmenti da 67mm invece che da 59mm e dovrei trovare la frequenza di risonanza che mi serve, ma poi sono daccapo.

Adesso col radome fa così:





Dal diagramma di Smith si vede che non c'è una frequenza che passa per il centro, con la parte immaginaria nulla la resistenza è 25 ohm o 91 ohm.

[AZ6108]

vedi se il pdf in allegato ti è di aiuto; l'antenna descritta usa 8 sezioni da 1/2 onda più 2 sezioni da 1/4 d'onda di cui la superiore (singolo conduttore) viene usata per aggiustare la lunghezza in fase di taratura (con il "radome") e l'inferiore per adattare l'impedenza (con uno sleeve balun) e per ridurre le correnti di modo comune usando 3 toroidi inseriti alla base in modo che il coassiale di alimentazione non vada ad influenzare la lunghezza dell'elemento radiante

ciao

[AZ6108]

per ulteriori info, vedi anche

https://www.repeater-builder.com/antenna/wa6svt.html

[Skidrow]

vedi se il pdf in allegato ti è di aiuto; l'antenna descritta usa 8 sezioni da 1/2 onda più 2 sezioni da 1/4 d'onda di cui la superiore (singolo conduttore) viene usata per aggiustare la lunghezza in fase di taratura (con il "radome") e l'inferiore per adattare l'impedenza (con uno sleeve balun) e per ridurre le correnti di modo comune usando 3 toroidi inseriti alla base in modo che il coassiale di alimentazione non vada ad influenzare la lunghezza dell'elemento radiante

ciao

Si si si si ottimo. Queste informazioni sono un mucchio di più di quelle che ho trovato finora e molto più chiare. Inizio a capire alcune cose che prima mi erano confuse.
Ho già dei tubi di ottone da 10mm e da 4mm, raccordi a saldare e a vite, e dei nuclei di ferrite recuperati da un vecchio alimentatore, non toroidi ma calzano a pennello sul tubino da 4mm.
Grazie mille per le info! Presto aggiornerò la discussione coi vari progressi.

[AZ6108]

Si si si si ottimo. Queste informazioni sono un mucchio di più di quelle che ho trovato finora e molto più chiare. Inizio a capire alcune cose che prima mi erano confuse.
Ho già dei tubi di ottone da 10mm e da 4mm, raccordi a saldare e a vite, e dei nuclei di ferrite recuperati da un vecchio alimentatore, non toroidi ma calzano a pennello sul tubino da 4mm.
Grazie mille per le info! Presto aggiornerò la discussione coi vari progressi.

il fatto che "calzino a pennello" non implica che il materiale con cui sono costruiti i toroidi sia adatto allo scopo ... metteresti panna e pancetta affumicata nella carbonara ?

[Skidrow]

il fatto che "calzino a pennello" non implica che il materiale con cui sono costruiti i toroidi sia adatto allo scopo ... metteresti panna e pancetta affumicata nella carbonara ?

La panna neanche sotto tortura...
Effettivamente le nozioni sulle ferriti mi mancano completamente, se non che servono per bloccare la rf che ritorna sulla linea, quindi ho iniziato a scavare in rete.
Il tutorial che hai postato parla di tre FT50-43, su toroids.info ne ho trovato le caratteristiche:
RFI Suppression 5 - 500 MHz

Vediamo se ho capito: Su
https://coil32.net/online-calculators/amidon-ferrite-torroid-calculator.html
dicono che il materiale 61 dovrebbe essere adatto al mio utilizzo (868 MHz), e il diametro che si avvicina di più alla mia linea da 4mm è della FT37-61. Ci può stare?

[AZ6108]

Si il 61 va bene in V/U (ma in questi caso andrebbe bene anche il 31) per quanto riguarda il diametro INTERNO, vedi qui

https://toroids.info/FT37-61.php

[Skidrow]

Ok, il diametro della linea è 4mm, tubo di ottone, potrei fare un altro pezzettino di tubo tra la ferrite che è 4,75mm e la linea per spessorare la differenza e non avere altri metalli diversi che potrebbero creare capacità parassite? Intanto compro su ebay

[AZ6108]

ottone ? il tubo dovrebbe essere di rame se ricordo bene, in alternativa al tubo puoi usare uno spezzone di "calza" rimossa da un pezzo di coassiale, considera che tubo o calza vanno poi saldati alla calza del coassiale, vedi link postati, e l'ottone non si salda bene, rischi di fondere il coassiale

[Skidrow]

No beh per quello non c'è problema: i tubini di ottone erano già dentro l'antenna originale, e calzano giusti sul coassiale della linea in entrata, sono spessi 0,2mm ne ho già saldati facilmente diversi, i calcoli li ho fatti sull'ottone con VF 0,95. Poi ne ho comprati anche da 10mm per fare eventuali sleeve balun o elementi collineari con vari distanziali a vite e non. Ho anche dei tubini di rame ma le misure in questa antenna non quadrano, andranno magari nelle prossime antenne. Poi ho contattato un rivenditore francese che di toroidi FT37-61 ne ha uno solo, ne volevo un po' di scorta.

[AZ6108]

semmai prendi i 43 oppure i 31

[AZ6108]

e, se ti va di sperimentare, dai un'occhiata alla "doppia 5/8" descritta qui

https://vk2zoi.com/articles/double-five-eighth-flower-pot/

ti basta ricalcolarla per la frequenza desiderata (quella sopra è per i 2m), per il resto credo che il principio di funzionamento sia chiaro

[Skidrow]

e, se ti va di sperimentare, dai un'occhiata alla "doppia 5/8" descritta qui

https://vk2zoi.com/articles/double-five-eighth-flower-pot/

ti basta ricalcolarla per la frequenza desiderata (quella sopra è per i 2m), per il resto credo che il principio di funzionamento sia chiaro

Bella, interessante anche la larghezza in cui l'adattamento è ottimo, metto questo documento nelle cartelle che riguardano l'autocostruzione, per me è ancora presto per questa, adesso mi concentro su una collineare, se riesco a farla bene sono già contento, parallelamente nei tempi morti sto provando un dipolo sleeve e vorrei fare anche qualche variante con pochi dbi in più, ma a suo tempo. 

[AZ6108]

vedi tu, se poi l'omnidirezionalitá non è obbligatoria, dai un'occhiata al PDF allegato, le misure sono in piedi/pollici, ma non credo sia difficile convertire le formule di calcolo; guarda gli angoli di radiazione ed il guadagno ...


per ulteriori info, vedi anche

https://tinyurl.com/bdexxpj4

e magari, dai un'occhiata alle foto delle varie realizzazioni

[AZ6108]

se poi vuoi provare un'antenna che si costruisce con quattro cose pescate dal "deposito cianfrusaglie", beh...

prendi un pezzo di filo isolato lungo circa 1.1 Lambda (ora non ho sottomano il valore esatto), usalo per formare un rettangolo con il lato corto di lunghezza 1/6 e quello lungo 2/6, per sostenere i lati corti (orizzontali) usa un paio di pezzi di legno/plastica/pvc/vtr, e come "mast" usa un manico di scopa o una canna da pesca in VTR o altro supporto, non conduttivo

collega il coassiale al centro del lato corto inferiore con due morsetti (l'impedenza è 50 Ohm), tara  l'antenna accorciando i due capi e facendo scorrere man mano verso l'alto il supporto inferiore, al termine, blocca bene il supporto inferiore e provala piazzandola il più in alto possibile, occhio al fatto che è bidirezionale, quindi la dovrai orientare

credo che resterai stupito (se hai NEC o MMANA l'antenna è facilissima da modellare)

volendo, aggiungi 5...15 ferriti sul coassiale a formare un balun in stile Maxwell (15...25 se costruisci l'antenna per una banda HF es. i 10m), non sono obbligatorie (in V/U) ma non guastano

[AZ6108]

Per completezza, l'immagine sotto mostra l'antenna simulata in NEC, nel modello l'antenna è calcolata per un centrobanda di 859.5 MHz e posta ad 1 metro dal piano di terra (suolo/tetto/....)



come vedi il solido di radiazione offre un certo numero di lobi a vari angoli di lancio ed il principale è veramente basso (5° dall'orizzonte) con un guadagno di 10.2 dB che credo sia tutt'altro che disprezzabile ed una curva di adattamento che copre la gamma tra 850 ed 890 MHz il tutto con un pezzo di filo e qualche pezzo di materiale non conduttivo; certo, non è omnidirezionale (è BIdirezionale), ma se questo non è un problema, credo valga la pena valutarla, per dire; se... senza complicarci la vita, usiamo questo calcolatore online

https://m0ukd.com/calculators/erp-eirp-calculator/

ed immettiamo una potenza del TX pari ad 1W, otteniamo che, grazie al guadagno (10.2 dBi) dell'antenna la EIRP equivale a 10.47W, un risultato che, credo, non sia disprezzabile, specie considerando l'economicità e semplicità di tale antenna, di contro non hai radiazione omnidirezionale, ma credo potresti comunque farci un pensierino, anche perchè come ho scritto, l'antenna si costruisce veramente con "quattro carabattole recuperate tra le cianfrusaglie" ... e che non ti fa ammattire con le giunzioni/saldature dei vari elementi


P.S. nulla vieta di ricalcolarla per altre frequenze ed il fattore di lunghezza (vedi post precedente) è di circa 1.099, quindi la memoria, più o meno, funziona ancora (nota: le misure nell'immagine sono indicative, se le si vuole usare, conviene tenere per buona quella del lato orizzontale e tenersi leggermente più lunghi per quello verticale, per poi tarare il tutto come già descritto)

P.S. #2: considerando le dimensioni (per gli 860MHz), l'antenna potrebbe essere racchiusa in uno spezzone di tubo in PVC in modo da proteggerla dagli agenti atmosferici e renderla (quasi) "invisibile" e, volendo, con un supporto a "T" e due antenne (nel tubetto) orientate a 90° tra loro, usando un relay (adatto) si riuscirà a coprire i 360° dell'orizzonte

[Skidrow]

Indubbiamente è interessante, fa molto con poco materiale, con questi screenshot è più chiaro 👍
Poi si, avevo iniziato con mmana-gal a leggere una guida in PDF, che era esportata da un blog, più altre fonti e video. Mi sono bloccato su un'antenna che non riuscivo a disegnare e nel frattempo ho visto che c'è anche 4NEC2, e dovrei continuare a documentarmi su questo, per poi installarlo e provare. Mi verrebbe anche comodo simulare l'antenna che mi hai segnalato, anche per vedere alle varie altezze come diventa. Poi ieri sera ho scartabellato il forum trovando alcune discussioni sulle sleeve dipole e simili.
Per quanto riguarda l'antenna qui sopra è ancora presto, potrebbe sempre servirmi per un'altra installazione lontano da casa, ma manca ancora parecchio tempo.
Comunque sto facendo un sacco di cose contemporaneamente, un po' alla volta voglio farle tutte.
Per ora grazie delle info, a breve torno per fare centinaia di domande 😄

[Skidrow]

Dopo le ultime considerazioni e i vari documenti forniti da AZ, ho tentato una variante: uno sleeve balun perché non ho i toroidi giusti per metterne alla base, e gli elementi di prima. Come aspettato il grafico è molto più stabile anche se tocco la linea con la mano, ma risuona male a 910 MHz, 40 MHz più in alto, quindi dovrebbe esserci qualcosa di corto. Eppure lo sleeve l'ho messo da 85mm invece che 82 per cominciare la prova. Lo stilo in alto era più lungo e andava meglio, ma non dovrebbe essere al massimo 56mm? (f/4 * VF) cioè (869,5/4 * 0,66)

Lo schema adesso è



poi c'è un'altra cosa che mi chiedevo: ma lo sleeve è un elemento radiante a tutti gli effetti?

[AZ6108]

prova ad usare un numero dispari di sezioni 1/2 onda... 

e le due sezioni, alla base ed all'apice (filo) dovrebbero essere da 1/4 d'onda; non per altro ma...

e per quanto riguarda il "radome", occhio alla permeabilità "RF" del materiale, viste le frequenze in uso

[AZ6108]

sono capitato poco fa su questo

https://www.steeman.org/antenna/collinear-coax

che credo/spero possa essere utile

buone feste

[Skidrow]

Sicuramente utile, è una delle pagine più chiare che si trovano in rete, poi c'è anche l'assistente di laboratorio