Come calcolare impedenza di un'antenna a una data frequenza?

[IK3OCA]

Salve, io non riesco a usare MMANA e desidererei un calcolatore che determini l'impedenza di un'antenna di data lunghezza ad una certa frequenza, supponendo libertà da ostacoli e normali altezze da terra.
Se no mi spaccherò la testa per MMANA.

Grazie a chi potrà darmi questo aiuto.

73 Rosario

[Franco Balestrazzi]

   
73' Franco

[IK3OCA]

  Franco te copo

[qrm assoluto]

Rosario. Se vuoi un risultato abbastanza preciso ti devi spaccare la testa con i simulatori. Io mi ci sono messo per una buona oretta con un programma per il Mac e seguendo il tutorial. Sono riuscito così a capire che diagramma di irradiazione aspettarmi dalla mia antenna mobile in 50MHz tanto da farmi prendere la decisione importante di omettere la trappola.
Altrimenti con buona approssimazione sul libro di Nerio Neri ricordo esserci un grafico che correlava l'impedenza di un dipolo risonante in relazione all'altezza da terra, se è quello che cerchi.

[IK3OCA]

Grazie Qrm Assoluto e piacere di rileggerti.

No, non cerco l'impedenza di un'antenna risonande in funzione dell'altezza, la lunghezza, ecc.; queste cose sono abbondantemente spiegate in giro con grafici, calcoli ecc.

Cerco, invece, qualcosa che mi calcoli che impedenza e che reattanza presenta un'antenna NON risonante di data lunghezza ad una certa frequenza.
Ho il programma MMANA che è un simulatore di antenne ma per pigrizia e poco tempo non ho imparato ad usarlo e cercavo una via facile.

73 Rosario

[dattero]

fai un esempio che ti possa interessare
es. radiatore verticale di 5 metri, frequenza 7 Mhz

[dattero]

questo è un esempio : verticale 5 metri alimentato alla base inferiore , calcolo in spazio libero

[IK3OCA]

Grazie Gino – Dattero, ho fatto questa richiesta per cercare di dimostrare che l'impiego di balun a trasformazione d'impedenza, tranne il caso di antenna monobanda ed esatti multipli, è controproducente e dannoso.

L'idea che una long wire o altra end fed presenti su qualsiasi frequenza (mica siamo operatori monobanda) un'impedenza di 450 ohm per cui è sempre opportuno il balun 9:1, è sbagliatissima: è un dispiacere leggere di persone che comprano e fanno cose ciecamente solo perché l'hanno detto degli ignoranti.

Quanto sopra vale ovviamente per qualsiasi antenna, comprese le canne da pesca "rybakv" e con il tuo esempio Gino hai azzeccato perfettamente il problema indicando che una canna da pesca / rybakov di 5 metri presenta alle varie frequenze un'impedenza di 866 - 126 -37 - 7.9 - 1,5 ohm, oltre a reattanze varie, per cui l'interposizione di un balun 9:1 o 4:1 o un un-un non consente affatto il massimo trasferimento di energia, con le perdite del caso, perdite che il produttore dei nuclei ferromagnetici indica che possono arrivare al 30% se vi è ROS, per cui l'eventuale basso ROS letto proviene dal fatto che il balun si mangia una parte dell'energia riflessa.

In giro si legge che una long wire di antenna di 54 metri ha la lunghezza giusta.

Tu Gino che hai il modo di calcolare, puoi arrivare a stabilire che impedenza presenterebbe quell'antenna, supponendo un contrappeso diciamo di 10 metri, nelle varie frequenze?

E quindi quale necessità vi sia di un qualche balun a trasformazione dì'impedenza?

Grazie a te a agli altri per l'interessamento.

73 Rosario

[dattero]

ok, contrappeso messo a 45° ? orizzontale ?

[dattero]

allora ho simulato un radiatore di 9 metri con un contrappeso di 10 metri leggermente inclinato

[IK3OCA]

Benissimo Dattero! Interessante e ne terrò conto anche per me, ma non basta 

Perchè il problema si manifesta con le rybakov (5-7 metri +- radiali) ed è già stato affrontanto, ma si manifesta anche con le long o short wire e comunque end fed, per questo ti ho parlato di un filo di 54 metri orizzontale + contrappeso di 10.

Quindi sono proprio le "long" wire di 54 metri o di 16 metri + radiale supposto di 10 metri i casi incriminati.

Se potessi rifare i calcoli con queste lunghezze, o solo quella da 54 metri io ti eleggo fra i santi difensori dei radioappassionati ignoranti con aureola di led e porterò i tuoi calcoli ad imperituro esempio per i testoni

73 Rosario

[dattero]

eccoli
16 e 54

[IK3OCA]

Gino / Dattero grazie, era quello che volevo. Adesso è un'ora tarda ma fra non molto chi usa il balun 9:1 o roba del genere mi sentirà per il non senso di usare quegli oggetti in queste situazioni.

Confermo e sancisco la tua elezione nel mio paradiso privato dei santi difensori dei radioappassionati con aureola di 101 led multicolori e simpaticamente ruotanti e mai mancherà il riferimento ai tuoi calcoli

Scherzi a parte, mi dispiace proprio assistere a errori del genere, fanno male a chi ne fa uso e fa del male chi li diffonde.

73 Rosario

[dattero]

ik3oca ricorda che il simulatore è impostato in spazio libero, vuol dire che poi in pratica può peggiorare ma anche migliorare, prendilo come punto di riferimento "teorico"

[nicola1971]

Ciao e scusate se mi intrometto. Premetto la mia ampia ignoranza ma, da bravo studente, sto studiando. Appartengo alla schiera di quelli che pensavano che anche le filari multibanda (windom per esempio) avessero un'unica impedenza e quindi il balun risolvesse tutto. Ora che comprendo che non è così, qual è la soluzione al problema?


inviato iPad using rogerKapp mobile

[IK3OCA]

Ciao Nicola, complimenti per voler studiare, solo così si riesce ad andare avanti.
Riguardo a quanto chiedi, la medesima antenna quando si cambia frequenza cambia anche la sua impedenza, che è costituita da resistenza e reattanza. Inoltre quando si cambiano le dimensioni dell'antenna, a pari frequenza l'impedenza cambia.

Per cui chi crede che mettendo un balun a trasformazione come per esempio 9:1 per un'antenna multibanda sbaglia tutto, perchè solo nel caso di una determinata frequenza e con una determinata antenna quel dispositivo potrebbe adattare l'impedenza, e solo quando il eaporto fra impedenza dell'antenna e quella del trasmettitote è uguale a quello del balun, in tutti gli altri casi quel dispositivo crea disadattamenti e perdite della nostra preziosa potenza.

La soluzione è usare un accordatore, che è un dispositivo che "coniuga le impedenze" opponedo, per esempio, a una reattanza capacitiva il medesimo valore di reattanza induttiva per ottenere l'azzeramento delle reattanze.
L'accordatore adatta anche il componente resistenza ed è un dispositivo che non dissipa potenza, tranne frazioni minime.

Se tu guardi, Nicola, i miei precedenti post su questo argomento vedrai gli utilissimi calcoli che ho ottenuto gentilmente da Dattero, che dimostrano come cambia l'impedenza di una determinata antenna cambiando la frequenza.

Sull'errore frequentissimo di chi usa quei balun a trasformazione posso solo dire che hanno subito una mala informazione, non hanno capito come stanno le cose e purtroppo vanno avanti senza sapere.

Quindi, Nicola, avevi intuito correttamente.

Spero di essere stato chiaro, 73 Rosario

[nicola1971]

Grazie Rosario! In effetti sulle filari multibanda dò sempre per scontato l'utilizzo dell'accordatore, anche se in effetti non dovrebbe esserlo... Ma allora mi sorge un dubbio: l'accordatore sostituisce il balun oppure è comunque necessario averlo? 73 de IZ2RPP


inviato iPhone using rogerKapp mobile

[IK3OCA]

Riciao Nicola IZ2RPP, per rispondere si deve premettere una distinzione.
I balun in senso stretto (= balanced to unbalanced) servono per arrestare le correnti "di modo comune" che scorrono all'esterno nei cavi coassiali facendoli diventare delle antenne vere e proprie; vanno piazzati vicino all'antenna e consistono in spire di cavo coassiale o avvolgimenti su nucleo ferromagnetico o serie di anelli di ferrite lungo il cavo coassiale; vengono chiamati choke baluns.

Un'altra categoria di balun con scopi del tutto diversi, e spesso impropriamente chiamati balun dato che dei balun anzidetti hanno spesso solo l'aspetto, sono dei trasformatori di impedenza a larga banda, generalmente avvolti su nucleo ferromagnetico, che offrono un rapporto fisso di trasformazione della tensione o della corrente secondo quanto necessario: "voltage baluns" o "current baluns"; spesso sono di genere un-un (= unbalanced to unbalanced = non fungono da choke) e hanno rapporti di trasformazione tipicamente 4:1, 6:1, 9:1 fino a 64:1 e oltre.
Come ti ho detto, sono utili per sostituire l'accordatore solo quando necessita una trasformazione di impedenza per pochi soldi, in un rapporto determinato e con un'antenna con impedenza resistiva; sono controproducenti cambiando frequenza perché necessita una trasformazione d'impedenza con rapporto diverso magari dovendo anche compensare componenti reattive.

Per cui l'accordatore è sicuramente sempre utile, secondo me quasi indispensabile, mica siamo degli operatori monofrequenza, e mica noi poveri mortali possediamo un parco di antenne monobanda.

I balun choke sono utili e conviene piazzarli per gli scopi anzidetti, e i baluns a trasformazione d'impedenza sono da usare solo in determinati casi a ragion veduta, per esempio nei dipoli OCF = Windom e nemmeno in quei casi obbligatoriamente, potendo l'accordatore supplire a tutto con le sole perdite spesso modeste della linea di trasmissione.

Allego qualcosa del sapiente IZ2UUF, se mastichi inglese ti passo altro.

73 Rosario

https://www.iz2uuf.net/wp/index.php/2013/05/18/balun1/

[Bramax]

Scusa Rosario ma hai scritto qualche imprecisione.
I bal-un servono per adattare un cavo coassiale sbilanciato ad una antenna bilanciata, come il dipolo.
Ce ne sono come hai scritto giustamente di due tipi: in corrente e in tensione. Sono dei trasformatori con rapporti diversi: 1:1, 1:4, 1:9, ecc.
Il balun in corrente fa anche da choke, ossia offre un'impedenza superiore ai 500 ohm allo scorrere della corrente di modo comune sull'esterno della calza. Evita quindi che la calza del cavo coassiale diventi irradiante, con distorsioni nel lobo di radiazione ed EMI.
Il balun in tensione non assolve così bene questo compito di fermare la corrente di modo comune, però presenta un corto circuito alla DC tra centrale e calza del coassiale, quindi non permette alle cariche elettrostatiche di arrivare fino in stazione.

Poi ci sono i choke il cui unico compito è fermare la corrente di modo comune e sono quelli che hai descritto, chiamandoli erroneamente balun.

[IK3OCA]

Ciao Bramax I2NOY, leggo che mi segnali un'imprecisione dicendo, se ho capito bene, che i dispositivi che hanno scopo di fermare la corrente di modo comune vanno chiamati choke, ma non vanno chiamati anche balun, come invece ho fatto.

Premetto che so che sono più le cose che non conosco di quelle che conosco, per cui che se uno mi segnala un errore mi fa un favore perché mi dà modo di precisare e arricchire le mie nozioni.

Osservo però che tu stesso dici che un balun in corrente fa anche da choke (choke =  strozzare) quando offre un'impedenza allo scorrere della corrente di modo comune.

Ma se è così, quel balun che fa da choke si chiama ... choke balun! 

Che è esattamente quanto ho detto.

Oltretutto il termine "choke balun" è usato generalmente proprio nel medesimo senso, due esempi per tutti:

Davide IZ2UUF dice che un "balun choke" è un dispositivo che consente il passaggio della corrente differenziale e ostacola quella di modo comune opponendo un'impedenza.

https://www.iz2uuf.net/wp/index.php/2017/05/09/dont-wind-chokes-on-red-toroids/

Walter Marwell W2DU nel suo Reflections III a pag. 20-7  presenta il Choke Balun (così lo chiama) dicendo che presenta un'elevata impedenza alla I3 senza effetto verso le correnti interne della linea.

Se vuoi ti passo il testo in PDF.

Mi pare che sia tutto chiaro.

Sempre disponibile,

73 Rosario