Jungle-Job: Direttiva semplice ed efficace

Aperto da AZ6108, 06 Giugno 2024, 12:07:54

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AZ6108

Riprendo l'argomento, già discusso tempo addietro, perchè ritengo possa essere di interesse per gli appassionati di DX e perchè l'antenna in questione, ossia la "Jungle Job" si costruisce in modo semplice e senza troppa spesa

Iniziamo dalla struttura dell'antenna, così come disegnata dal compianto "Dick" Bird (G4ZU) - notare come sono orientate le due viti che fissano il riflettore alla staffa ad L [emoji56]


jungle-job.png


come si vede l'antenna è una "Yagi" due elementi con il riflettore in tubo di alluminio ed il radiatore formato da un normale dipolo filare, se si esamina attentamente l'immagine è facile vedere come il tutto sia realizzabile con qualche tubo di alluminio, squadrette e viteria varia, senza troppe complicazioni, si noterà inoltre che boom e riflettore sono connessi "elettricamente", mentre il dipolo (filare) è isolato dalla tratta di tubo in PVC e dai due isolatori posti alle estremità e connessi al riflettore tramite cordini

per completezza, l'immagine sotto mostra un'idea di massima dell'antenna vista dall'alto che, spero, chiarirà ancor meglio la struttura del tutto


jungle-job-struc.png


Il vantaggio della "JJ" (Jungle Job) è che, rispetto ad una normale Yagi, offre dimensioni più compatte, un raggio di rotazione inferiore (minori ingombri) ed un'ottima efficienza (un guadagno di quasi 11dBi e quasi 8dBi ad un'elevazione di 10°)

Le misure dell'antenna sono ricavabili dalla prima immagine sopra, anche se, grazie a NEC è possibile ottimizzare ulteriormente l'antenna, il risultato della modellazione in NEC, usando il modello allegato, è il seguente


jungle-job01.png


come si può vedere, un solido di radiazione ed un angolo di lancio di tutto rispetto, oltre ad un adattamento di impedenza quasi perfetto (Z=50.8-j4.16, SWR=1.09) ed un guadagno, con l'antenna posta a 0.6 Lambda (6.6m dal "piano di terra" per i 27 MHz) di quasi 11dBi, oltre a questo, si può notare come sia il boom che il palo di sostegno siano "freddi" ossia non influenzino l'antenna, se poi guardiamo all'adattamento, ricalcolando l'antenna per un centrobanda di 26.900MHz invece che di 27.550 si ottiene la seguente curva SWR


jungle-job02.png


che in pratica permette di coprire con SWR<2 la gamma di frequenza da 26.350 MHz a 27.900 Mhz, non malaccio direi, ovvio che se interessa coprire solo la gamma "DX" basta calcolare l'antenna per 27.550

Per alimentare l'antenna, sarà necessario il classico choke/balun realizzato avvolgendo 12 spire di coassiale su un supporto (es. tubo in PVC) con diametro di 6cm, il balun verrà poi sospeso al boom al di sotto del punto di alimentazione, tale balun è necessario per evitare che il lobo di radiazione venga malamente distorto, dal balun il coassiale prosegue al di sotto del boom per poi scendere lungo il mast

il modello NEC usato per modellare l'antenna è questo


CM G4ZU "Jungle job" antenna (2 element compact beam)
CM .
CM https://www.essexham.co.uk/gordon-dick-bird-g4zu-information
CM feedpoint impedance around 50 Ohm, use 1:1 choke/balun right
CM at the antenna feedpoint
CM .
CM Original parameters: dipole=(147/F), reflector=(150/F), boom between
CM 0.15 and 0.17 Lambda, the model below uses different parameters from
CM the 4NEC2 optimizer and is optimized for best F/B ratio and good SWR
CM over a pretty wide bandwidth
CE

' frequency
SY freq=27.550              ' center frequency
SY wave=(300/freq)          ' wave length

' materials (see data\conduc.txt)
SY copp=58000000            ' copper
SY alum=37700000            ' aluminium
SY stel=1390000            ' steel

' elements radius
SY wrda=0.0125              ' alum.pipe 25mm diam.
SY wrdb=0.0100              ' alum.pipe 20mm diam.
SY wrdc=0.0080              ' alum.pipe 16mm diam.
SY wire=0.00125            ' copper wire 2.5mm diam.
SY pole=0.025              ' support pole

' calc factors
SY dfac=144                ' dipole factor (147)
SY rfac=145                ' reflector factor (150)
SY bfac=0.254              ' boom factor (0.15...0.17) - 0.232 good!
SY hfac=0.60                ' height factor

' height, arms, boom
SY hght=(wave*hfac)        ' height from ground
SY darm=(dfac/freq)/2      ' single dipole arm
SY rarm=(rfac/freq)/2      ' single reflector arm
SY boom=(wave*bfac)        ' boom
SY bomp=1.5                ' support pole positioning
SY bomb=(boom/bomp)        ' backside boom
SY bomf=0.15                ' insulator section at boom forward end

' reflector
SY rsec=(rarm/2)            ' reflector sections
SY rena=rsec                ' end of first section
SY renb=rena+rsec          ' end of second section

' dipole vertex angle
SY angl=97                  ' angle between arms
SY anga=90-(angl/2)        ' vertex angle of arm 1
SY angb=180-anga            ' vertex angle of arm 2

' segmentation
SY segl=81                  ' segments
SY segm=11                  ' segments
SY segs=5                  ' segments

' feed
SY fwir=1                  ' feed element
SY fseg=1                  ' feed segment

' start of geometry

' dipole (insulated copper wire)
GW  1 segl    0    0 hght -(darm*sin(anga)) -(darm*cos(anga))  hght wire
GW  2 segl    0    0 hght -(darm*sin(angb)) -(darm*cos(angb))  hght wire

' reflector sections (aluminium pipes)
GW  3 segm -boom    0 hght          -boom            rena  hght wrdb
GW  4 segm -boom    0 hght          -boom            -rena  hght wrdb
GW  5 segm -boom  rena hght          -boom            renb  hght wrdc
GW  6 segm -boom -rena hght          -boom            -renb  hght wrdc

' boom (aluminium pipe)
GW 10 segs -boom    0 hght          -bomb                0  hght wrda
GW 11 segs -bomb    0 hght          -bomf                0  hght wrda

' mast (steel pipe)
GW 12 segm -bomb 0 hght -bomb 0 0 pole

' end of geometry
GE 1

' ground parameters
GN  2  0  0  0  13  0.005

' elements loading

' dipole (insulated wire)
LD  7  1  0  0  2.1  wire  ' teflon
LD  7  2  0  0  2.1  wire  ' teflon
LD  5  1  0  0  copp
LD  5  2  0  0  copp

' reflector
LD  5  3  0  0  alum
LD  5  4  0  0  alum
LD  5  5  0  0  alum
LD  5  6  0  0  alum

' boom
LD  5 10  0  0  alum
LD  5 11  0  0  alum

' mast
LD  5 12  0  0  stel

' enable ext kernel
EK

' feeding
EX 0 fwir fseg  0  1.0 0.0

' test frequency
FR 0 1 0 0 freq 1

' end of model
EN


è sufficiente salvarlo come "jungle-job.nec" e poi caricarlo in 4NEC2 https://www.qsl.net/4nec2/ (gratuito !) per poter smanettare con l'antenna e ricavare le misure necessarie per il centrobanda desiderato

Da notare che il modello è ottimizzato ossia, rispetto al progetto originale, ho variato i fattori di calcolo degli elementi come segue

riflettore = 145/F
dipolo = 144/F
boom = 0.254 * Lambda

tale modifica porta ad ottenere il guadagno, rapporto fronte retro e lobo di radiazione visibili nell'immagine sopra

Per la taratura dell'antenna è sufficiente procedere come con il normale dipolo, accorciando poco alla volta il dipolo filare sino ad ottenere  il miglior adattamento al centrobanda desiderato

Considerando la leggerezza dell'insieme, per orientare l'antenna sarà sufficiente usare un rotore senza troppe pretese, e non servirà un rotore con una coppia esagerata

Una nota riguardo il "piano di terra", con tale espressione si intende la superficie che funga da piano di terra più vicina all'antenna, tale superficie potrebbe essere il terreno, ma anche il piano in cemento armato del tetto, per cui occhio a non fare confusione, ad ogni modo, installando l'antenna a 0.6 Lambda (ossia a 6.6 metri dal tetto o dal suolo) si otterranno le prestazioni viste sopra

P.S.

per chi fosse interessato, l'antenna non è facile da modellare correttamente in NEC (o MMANA) dato che sfrutta un principio detto "accoppiamento critico" (critical coupling) tra i due elementi, tale approccio permette di massimizzare le prestazioni ma rende complicato il calcolo delle interazioni, ad ogni modo io ho cercato di fare il meglio possibile

Violence is the last refuge of the Incompetent
Salvor Hardin


i5wnn

Citazione di: AZ6108 il 06 Giugno 2024, 12:07:54Riprendo l'argomento, già discusso tempo addietro, perchè ritengo possa essere di interesse per gli appassionati di DX e perchè l'antenna in questione, ossia la "Jungle Job" si costruisce in modo semplice e senza troppa spesa

Iniziamo dalla struttura dell'antenna, così come disegnata dal compianto "Dick" Bird (G4ZU)

jungle-job.png

come si vede l'antenna è una "Yagi" due elementi con il riflettore in tubo di alluminio ed il radiatore formato da un normale dipolo filare, se si esamina attentamente l'immagine è facile vedere come il tutto sia realizzabile con qualche tubo di alluminio, squadrette e viteria varia, senza troppe complicazioni, se si esamina l'immagine sopra con attenzione si noterà che boom e riflettore sono connessi "elettricamente", mentre il dipolo (filare) è isolato dalla tratta di tubo in PVC e dai due isolatori posti alle estremità e connessi al riflettore tramite cordini

per completezza, l'immagine sotto mostra un'idea di massima dell'antenna vista dall'alto che, spero, chiarirà ancor meglio la struttura del tutto

jungle-job-struc.png

Il vantaggio della "JJ" (Jungle Job) è che, rispetto ad una normale Yagi, offre dimensioni più compatte, un raggio di rotazione inferiore (minori ingombri) ed un'ottima efficienza (un guadagno di quasi 11dBi)

Le misure dell'antenna sono ricavabili dall'immagine sopra, anche se, grazie a NEC è possibile ottimizzare ulteriormente l'antenna, il risultato della modellazione in NEC, usando il modello allegato, è il seguente

jungle-job01.png

come si può vedere, un solido di radiazione ed un angolo di lancio di tutto rispetto, oltre ad un adattamento di impedenza quasi perfetto (Z=50.8-j4.16, SWR<1.09) ed un guadagno, con l'antenna posta a 0.6 Lambda (6.6m dal "piano di terra") di quasi 11dBi, se poi guardiamo all'adattamento, ricalcolando l'antenna per un centrobanda di 26.900MHz invece che di 27.550 si ottiene la seguente curva SWR

jungle-job02.png

che in pratica permette di coprire con SWR<2 la gamma di frequenza da 26.350 MHz a 27.900 Mhz, non malaccio direi, ovvio che se interessa coprire solo la gamma "DX" basta calcolare l'antenna per 27.550

Per alimentare l'antenna, sarà necessario il classico choke/balun realizzato avvolgendo 12 spire di coassiale su un supporto (es. tubo in PVC) con diametro di 6cm, il balun verrà poi sospeso al boom al di sotto del punto di alimentazione, tale balun è necessario per evitare che il lobo di radiazione venga malamente distorto

il modello NEC usato per modellare l'antenna è questo


CM G4ZU "Jungle job" antenna (2 element compact beam)
CM .
CM https://www.essexham.co.uk/gordon-dick-bird-g4zu-information
CM feedpoint impedance around 50 Ohm, use 1:1 choke/balun right
CM at the antenna feedpoint
CM .
CM Original parameters: dipole=(147/F), reflector=(150/F), boom between
CM 0.15 and 0.17 Lambda, the model below uses different parameters from
CM the 4NEC2 optimizer and is optimized for best F/B ratio and good SWR
CM over a pretty wide bandwidth
CE

' frequency
SY freq=27.550              ' center frequency
SY wave=(300/freq)          ' wave length

' materials (see data\conduc.txt)
SY copp=58000000            ' copper
SY alum=37700000            ' aluminium
SY stel=1390000             ' steel

' elements radius
SY wrda=0.0125              ' alum.pipe 25mm diam.
SY wrdb=0.0100              ' alum.pipe 20mm diam.
SY wrdc=0.0080              ' alum.pipe 16mm diam.
SY wire=0.00125             ' copper wire 2.5mm diam.
SY pole=0.025               ' support pole

' calc factors
SY dfac=144                 ' dipole factor (147)
SY rfac=145                 ' reflector factor (150)
SY bfac=0.254               ' boom factor (0.15...0.17) - 0.232 good!
SY hfac=0.60                ' height factor

' height, arms, boom
SY hght=(wave*hfac)         ' height from ground
SY darm=(dfac/freq)/2       ' single dipole arm
SY rarm=(rfac/freq)/2       ' single reflector arm
SY boom=(wave*bfac)         ' boom
SY bomp=1.5                 ' support pole positioning
SY bomb=(boom/bomp)         ' backside boom
SY bomf=0.15                ' insulator section at boom forward end

' reflector
SY rsec=(rarm/2)            ' reflector sections
SY rena=rsec                ' end of first section
SY renb=rena+rsec           ' end of second section

' dipole vertex angle
SY angl=97                  ' angle between arms
SY anga=90-(angl/2)         ' vertex angle of arm 1
SY angb=180-anga            ' vertex angle of arm 2

' segmentation
SY segl=81                  ' segments
SY segm=11                  ' segments
SY segs=5                   ' segments

' feed
SY fwir=1                   ' feed element
SY fseg=1                   ' feed segment

' start of geometry

' dipole (insulated copper wire)
GW  1 segl     0    0 hght -(darm*sin(anga)) -(darm*cos(anga))  hght wire
GW  2 segl     0    0 hght -(darm*sin(angb)) -(darm*cos(angb))  hght wire

' reflector sections (aluminium pipes)
GW  3 segm -boom     0 hght           -boom             rena   hght wrdb
GW  4 segm -boom     0 hght           -boom            -rena   hght wrdb
GW  5 segm -boom  rena hght           -boom             renb   hght wrdc
GW  6 segm -boom -rena hght           -boom            -renb   hght wrdc

' boom (aluminium pipe)
GW 10 segs -boom     0 hght           -bomb                0   hght wrda
GW 11 segs -bomb     0 hght           -bomf                0   hght wrda

' mast (steel pipe)
GW 12 segm -bomb 0 hght -bomb 0 0 pole

' end of geometry
GE 1

' ground parameters
GN  2  0  0  0  13  0.005

' elements loading

' dipole (insulated wire)
LD  7  1  0  0  2.1  wire   ' teflon
LD  7  2  0  0  2.1  wire   ' teflon
LD  5  1  0  0  copp
LD  5  2  0  0  copp

' reflector
LD  5  3  0  0  alum
LD  5  4  0  0  alum
LD  5  5  0  0  alum
LD  5  6  0  0  alum

' boom
LD  5 10  0  0  alum
LD  5 11  0  0  alum

' mast
LD  5 12  0  0  stel

' enable ext kernel
EK

' feeding
EX 0 fwir fseg  0  1.0 0.0

' test frequency
FR 0 1 0 0 freq 1

' end of model
EN


è sufficiente salvarlo come "jungle-job.nec" e poi caricarlo in 4NEC2 https://www.qsl.net/4nec2/ (gratuito !) per poter smanettare con l'antenna e ricavare le misure necessarie per il centrobanda desiderato

Da notare che il modello è ottimizzato ossia, rispetto al progetto originale, ho variato i fattori di calcolo degli elementi come segue

riflettore = 145/F
dipolo = 144/F
boom = 0.254 * Lambda

tale modifica porta ad ottenere il guadagno visibile nell'immagine sopra

Per la taratura dell'antenna è sufficiente procedere come con il normale dipolo, accorciando poco alla volta il dipolo filare sino ad ottenere la taratura desiderata

Considerando la leggerezza dell'insieme, per orientare l'antenna sarà sufficiente usare un rotore senza troppe pretese, e non servirà un rotore con una coppia esagerata

Una nota riguardo il "piano di terra", con tale espressione si intende la superficie che funga da piano di terra più vicina all'antenna, tale superficie potrebbe essere il terreno, ma anche il piano in cemento armato del tetto, per cui occhio a non fare confusione, ad ogni modo, installando l'antenna a 0.6 Lambda (ossia a 6.6 metri dal tetto o dal suolo) si otterranno le prestazioni viste sopra
Sarebbe interessante simularla tribanda in cui il riflettore è il classico riflettore trappolato e il dipolo pure

inviato ANE-LX1 using rogerKapp mobile


AZ6108

#2
Ne esiste una versione multibanda HF per (se ricordo bene) i 10/15/20 metri, in quel caso l'antenna è "rovesciata" ossia il dipolo è rigido (tubi in alluminio) e trappolato, mentre i tre riflettori sono filari e disposti a V senza trappole, ad ogni modo, come monobanda, è un'antenna che ha ingombri gestibili nelle bande tra i 10 ed i 20 metri, ottime prestazioni e che può essere autocostruita con poco impegno ed a costi contenuti

e poi ... c'è anche questa [emoji39]



https://rfnews.gr/jungle-antenna/

https://chokelive.com/2022/03/jungle-job-multiband-antenna.html
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Salvor Hardin

AZ6108

#3
Una nota, l'antenna può facilmente essere realizzata in versione "ripiegabile" per uso campale/portatile

è sufficiente realizzare il riflettore in due pezzi, in modo da poter accorciare i due bracci e ruotarli in avanti lungo il mast, quest'ultimo sarà a sua volta telescopico per potersi accorciare, a questo punto si avvolgeranno i fili del dipolo attorno a mast/riflettore e l'antenna sarà "impacchettata" e pronta per il trasporto
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AZ6108

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AZ6108

Una nota; volendo l'antenna si può costruire anche usando materiali non conduttivi, come ad es. tubi in PVC, legno, vetroresina... in tal caso basterà usare una tratta di filo di rame anche per il riflettore
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