DIPOLO INVERTED U

[Enzo23]

Buonasera a tutti, apro questo topic per condividere con voi questa soluzione suggeritami dall' amico @AZ6108, cogliendo anche l'occasione per ringraziarlo dell'aiuto datomi nell'ultimo periodo.
Sono ormai noti i problemi che ho nell'installazione di un'antenna performante=vistosa per le bande degli 11 e 10 metri, come è nota anche la vicenda spiacevole che ebbi con il mio condomino quando installai la validissima JJ sempre consigliatami dall' amico @AZ6108.
Ripiegai, così, sulla costruzione di una loop magnetica, che com'è noto, non garantisce soddisfacenti risultati su dette bande, considerando la difficoltà costruttiva.
Fu così che il caro amico mi mise la pulce nell'orecchio con la "INVERTED U DIPOLE", trattasi di un dipolo filare avente il 60% della sua lunghezza posto in orizzontale, mentre il restante 40 suddiviso in 2 bracci pendenti verso il basso......Affascinato da quest'idea, inizio a valutarla, ma riscontro il problema nei 2 bracci pendenti, in quanto data la sua locazione, potrebbero intralciare il passaggio.... Inizio a fantastica su soluzioni per rendere l'antenna "ripiegabile" almeno per quanto riguarda i 2 pendenti...Finchè, una sera, mi si inizia ad insinuare nella mente l'idea: "e se invece che pendere, i 2 bracci, li metto in orizzontale? O addirittura in verticale?
Espongo l'idea all'amico, mi ripropongo di modellarla col 4nec2, ma causa impegni lavorativi eun bruttissimo colpo della strega, soprassiedo....finquando stasera, mi trovo nelle mail, le due simulazioni di cui sopra, che il caro amico ha effettuato per me...Risultato? La configurazione, alquanto bizzarra lo ammetto, non solo non inficia negativamente sulle perfomnaces, ma nella versione "cornuta", passatemi il termine, ovvero con i bracci "all'insù", grazie alla maggiore distanza dal suolo, vengo addirittura ridotte le perdite relative al guadagno, senza andare ad intaccare il diagramma di radiazione.....
Che dire, devo solo sperare in una pronta guarigione per provare ed ovviamente aggiornarvi!

[aquiladellanotte]

Ciao Enzo,
Riesci al allegare gli screen? grazie

Inviato dal mio SM-A336B utilizzando Tapatalk

[AZ6108]

Ciao, allora... iniziamo con un documento che descrive in dettaglio l'antenna in oggetto

https://www.nonstopsystems.com/radio/pdf-ant/article-bnt-dipole.pdf

in pratica, si tratta di un normale dipolo risonante che viene installato come una "U" rovesciata, la cosa è comoda nel caso in cui non si abbia lo spazio per installare il dipolo "rettilineo" e, se l'accorciamento della tratta orizzontale non supera il 60%, il rendimento di tale configurazione è di poco inferiore a quello di un dipolo "rettilineo" ed al contempo il lobo di radiazione è migliore di quello ottenibile in una configurazione a "V" rovesciata; il tutto è particolarmente utile nel caso di bande tipo i 40 o gli 80 metri, ove non si abbia spazio a sufficienza, ad esempio qui

https://www.nonstopsystems.com/radio/frank_radio_antenna_bent_dipole.htm

si può vedere un dipolo ad U invertita per gli 80 metri installato su una terrazza e con i due estremi che letteralmente penzolano lungo i muri di un palazzo





e nonostante questo, i risultati riportati dall'autore sono affatto disprezzabili

I checked this with an on-line Web-SDR receiver that is located about 1000 km (600+ miles) to the north of my location (my desired direction for 80 mtrs DX). I transmitted a 60 watt carrier for several seconds, and checked the waterfall display of the receiver.

Tornando al dipolo di Enzo, nel caso in questione, a causa di vicini non particolarmente simpatici, non è possibile installare una verticale a dimensione intera, per cui, dopo una serie di ragionamenti, siamo arrivati a considerare il dipolo ad U invertita, tale dipolo andrà ad essere installato in prossimità del bordo di una tettoia, in una configurazione di questo tipo (le dimensioni NON sono in scala ma solo per dare un'idea dell'installazione)



come si vede i due "penzoli" agli estremi andrebbero però ad interferire con l'apertura/chiusura delle due ante del portone, per cui, Enzo mi aveva chiesto di valutare se fosse possibile (e con quale impatto) piazzare i due estremi in orizzontale (sempre angolati rispetto ai bracci), il risultato della simulazione è stato questo



e, come è possibile vedere, variando l'orientamento degli estremi il lobo di radiazione resta pressochè invariato mentre il guadagno, grazie al fatto che gli estremi sono a maggior distanza dal suolo, sale un pochino, la curva SWR è pressochè identica nelle varie configurazioni e, con il dipolo calcolato per un centrobanda di 27.000 MHz permette di coprire da 26.300 a 27.800 MHz con SWR inferiore a 2 ed un guadagno attorno ai 5.4 dBi



Per chi fosse interessato e volesse provare il dipolo, la costruzione è identica a quella del dipolo classico ma, invece di stendere i bracci in modo lineare, una porzione degli stessi (con una lunghezza massima pari al 40% del totale) viene posta ad angolo, come visibile nelle immagini sopra, il dipolo viene alimentato con il classico balun/choke e per la taratura si procede come con il normale dipolo, accorciando progressivamente gli estremi sino a risonanza; oltre a questo, stando ai modelli NEC, conviene tenere il dipolo lungo, ossia usare un fattore di accorciamento pari ad 1; in pratica il calcolo della lunghezza dei singoli bracci sarà braccio=((300/MHz)*0.25), mentre la lunghezza della sezione orizzontale sarà sezH=(braccio*N) con N variabile tra 0.60 (60%) e 1.00 (100% dipolo totalmente orizzontale), scendere al di sotto del 60% non è consigliabile dato che il guadagno in tal caso si abbassa rapidamente, come visibile nelle curve presentate nel PDF al primo link sopra mentre per quanto riguarda i diagrammi di radiazione, qui

https://www.qsl.net/dk7zb/portabel/inverted_u.htm



ci sono quelli relativi ad alcune bande HF ed anche i confronti tra dipolo normale, V invertita ed U invertita

tutto qui... ora non resta che aspettare che Enzo si rimetta e che possa provarlo in pratica ... o che qualcun altro abbia voglia di provarlo

[AZ6108]

per completezza, aggiungo anche un'immagine che mostra distribuzione ed intensità delle correnti nelle tre possibili configurazioni del dipolo ad "U", come si vede il massimo è localizzato nei due segmenti centrali che rappresentano il 60% della lunghezza totale



per il resto, il calcolo è semplice


Freq  = 27.000
Lambda = (300/Freq)    -> 11.111
Quarto = (Lambda/4)    ->  2.777

Orizz  = (Quarto*0.6)  ->  1.666
Vert  = (Quarto-Orizz) ->  1.111

in pratica "Orizz" e "Vert" sono le lunghezze delle due sezioni di ciascun braccio del dipolo ad U invertita, nell'esempio calcolate per un centrobanda di 27.000 MHz; come si vede l'ingombro orizzontale di tale dipolo è di soli 3.32m contro i 5.54m di un normale dipolo orizzontale

rifacendo il calcolo per la banda dei 40 metri otterremmo

300/7.100    = 42.253
42.253/4    = 10.563

10.563*0.6  = 6.338
10.563-6.338 = 4.225

ossia il dipolo risultante avrebbe un ingombro orizzontale di poco più di 12m cosa questa che potrebbe permetterne l'installazione anche avendo a disposizione spazi relativamente limitati; non solo, ma volendo si potrebbe realizzare un dipolo rotativo per i 40m usando un paio di canne da pesca da 6m  !!

[AZ6108]

@Enzo23 mi sono dimenticato una cosa, ma rimedio subito, l'immagine sotto mostra un dipolo risonante (sulla 27 in questo caso), posto ad 1/4 d'onda dal suolo (circa 2.7m) ed installato usando diverse topologie, si parte dal dipolo orizzontale standard per passare alla "V invertita" e poi la "U invertita" e la "U orizzontale"; come credo sia facile vedere, in configurazione a "V invertita" l'angolo di lancio è praticamente verticale, per cui si spreca un sacco di RF inutilmente (dato che in 27 la NVIS è normalmente inutilizzabile), nella configurazione ad "U" (invertita o orizzontale) invece, l'angolo di lancio è praticamente identico a quello del dipolo orizzontale, l'unica differenza è il guadagno che scende di circa 0.8...0.9 dB, ma per il resto credo sia evidente che la configurazione ad "U" sia nettamente più performante di quella a "V invertita"

[Enzo23]

Buonasera a tutti,

con il dipolo calcolato per un centrobanda di 27.000 MHz permette di coprire da 26.300 a 27.800 MHz con SWR inferiore a 2 ed un guadagno attorno ai 5.4 dBi

Spero che mi rimetta presto per fare questa prova, l'unico accorgimento che voglio fare è spostare il centrobanda un pò più in su, diciamo sui 27.500 Mhz, vorrei che andasse a coprire più sulla gamma dei 10 metri, anche se la differenza di lunghezza è minima, dai miei calcoli risulta una lunghezza complessiva di 5.45 mt, ma com'è noto, la soluzione migliore è abbondare un pò in lunghezza e poi accordare accorciando mano mano sulla frequenza desiderata.....

[AZ6108]

Buonasera a tutti,Spero che mi rimetta presto per fare questa prova, l'unico accorgimento che voglio fare è spostare il centrobanda un pò più in su, diciamo sui 27.500 Mhz, vorrei che andasse a coprire più sulla gamma dei 10 metri, anche se la differenza di lunghezza è minima, dai miei calcoli risulta una lunghezza complessiva di 5.45 mt, ma com'è noto, la soluzione migliore è abbondare un pò in lunghezza e poi accordare accorciando mano mano sulla frequenza desiderata.....

beh, spostare il centrobanda non richiede altro che cambiare la lunghezza dei bracci, un calcolo spannometrico fornisce un valore di 2.72m per ciascun braccio ossia una lunghezza totale di (appunto) 5.45m, il che significa che, configurando il dipolo ad "U" avremmo una sezione orizzontale lunga 1.63 per ciascun braccio, ossia un ingombro orizzontale totale pari a 3.26m ed una sezione verticale (o orizzontale se la "U" viene stesa orizzontalmente) pari ad 1.09m sempre per ciascun braccio, poi come giustamente hai scritto, conviene tenersi lunghi e poi accorciare in fase di taratura

Ad ogni modo con un centrobanda posto a 27.500 avresti una gamma di frequenze di questo tipo

[Enzo23]

beh, spostare il centrobanda non richiede altro che cambiare la lunghezza dei bracci, un calcolo spannometrico fornisce un valore di 2.72m per ciascun braccio ossia una lunghezza totale di (appunto) 5.45m, il che significa che, configurando il dipolo ad "U" avremmo una sezione orizzontale lunga 1.63 per ciascun braccio, ossia un ingombro orizzontale totale pari a 3.26m ed una sezione verticale (o orizzontale se la "U" viene stesa orizzontalmente) pari ad 1.09m sempre per ciascun braccio, poi come giustamente hai scritto, conviene tenersi lunghi e poi accorciare in fase di taratura

Si, infatti mi trovo perfettamente con le misure che hai indicato ora!
Sto imparando qualcosa allora!!!

[AZ6108]

Si, infatti mi trovo perfettamente con le misure che hai indicato ora!
Sto imparando qualcosa allora!!!

beh, direi che "sei già imparato" ad ogni modo, considerando che la boomerang che usi ora ha, in pratica un guadagno nullo e che, comunque, anche una gp 1/2 onda a dimensione intera avrebbe un guadagno di circa 2dBi direi che il dipolo con i suoi 5dBi potrebbe darti una buona "spinta"; se ci aggiungi che il lobo, con il dipolo ad 1/4 d'onda dal suolo, è quasi omnidirezionale credo che potrebbe salvare capra e cavoli

tra l'altro, considera che ogni 3dB abbiamo un raddoppio di potenza e che l'antenna in questione ha circa 5.4 dBi di guadagno, supponi di trasmettere con 10W e fai il calcolo della potenza irradiata

[Enzo23]

beh, direi che "sei già imparato" ad ogni modo, considerando che la boomerang che usi ora ha, in pratica un guadagno nullo e che, comunque, anche una gp 1/2 onda a dimensione intera avrebbe un guadagno di circa 2dBi direi che il dipolo con i suoi 5dBi potrebbe darti una buona "spinta"; se ci aggiungi che il lobo, con il dipolo ad 1/4 d'onda dal suolo, è quasi omnidirezionale credo che potrebbe salvare capra e cavoli

tra l'altro, considera che ogni 3dB abbiamo un raddoppio di potenza e che l'antenna in questione ha circa 5.4 dBi di guadagno, supponi di trasmettere con 10W e fai il calcolo della potenza irradiata

Beh,ti ringrazio, ma ammetto di essere alle prime armi, ovviamente ciò che conta è la volontà, l' umiltà di riconoscere i propri limiti, senza avere la presunzione di essere " finito", perché non si smette mai di imparare, chiedere quando una cosa non si sa non è sinonimo di debolezza, ma al contrario, di intelligenza!
Comunque, a parte tutto, ho la sensazione che davvero in questo modo posso salvare capra e cavoli, e sono contento se, anche indirettamente, si è potuto risolvere il problema di qualcuno nelle mie stesse condizioni!
Ehmmm... Ecco, questo è un mio limite....intendi ERP o EIRP? So di cosa stiamo parlando, ma i miei studi da autodidatta non sono ancora a conoscenza delle formule!

inviato Power Armor 13 using rogerKapp mobile

[AZ6108]

Beh,ti ringrazio, ma ammetto di essere alle prime armi, ovviamente ciò che conta è la volontà, l' umiltà di riconoscere i propri limiti, senza avere la presunzione di essere " finito", perché non si smette mai di imparare, chiedere quando una cosa non si sa non è sinonimo di debolezza, ma al contrario, di intelligenza!
Comunque, a parte tutto, ho la sensazione che davvero in questo modo posso salvare capra e cavoli, e sono contento se, anche indirettamente, si è potuto risolvere il problema di qualcuno nelle mie stesse condizioni!
Ehmmm... Ecco, questo è un mio limite....intendi ERP o EIRP? So di cosa stiamo parlando, ma i miei studi da autodidatta non sono ancora a conoscenza delle formule

ok .... sono per caso su "scherzi a parte" o cosa ?

[Enzo23]

ok .... sono per caso su "scherzi a parte" o cosa ?

Nono davvero non scherzo, potrei tranquillamente cercare sul web, trovare le formule e magari dire qualche baggianata. Purtroppo lo ammetto, faccio ancora confusione tra dBi dBW ecc.. devo affinarmi in questo senso...e su questo forum ho trovato un enorme aiuto!

inviato Power Armor 13 using rogerKapp mobile

[Enzo23]

Ho visto che ci sono dei calcolatori online in questo senso.,.. ma io devo capire! Sarebbe come usare una pialla elettrica senza aver nemmeno visto una pialla a mano...

inviato Power Armor 13 using rogerKapp mobile

[nik77]

Salve a tutti ,Enzo se hai un po di domestichezza con l'inglese ,un ottimo video ,

,cerco qualcosa in Italiano per darti una mano ,73s to all,nik.

[Enzo23]

Salve a tutti ,Enzo se hai un po di domestichezza con l'inglese ,un ottimo video ,

,cerco qualcosa in Italiano per darti una mano ,73s to all,nik.

73 a te! Si con l'inglese me la cavo!! Grazie!!

[AZ6108]

73 a te! Si con l'inglese me la cavo!! Grazie!!

e comunque, quando i dB vengono usati per esprimere il guadagno di un'antenna, lo stesso viene ricavato in base ad un'antenna di riferimento, ossia un'ideale "antenna isotropica" posta nello spazio vuoto ed avente un guadagno pari a 0 dB, usando tale riferimento si assume anche che un dipolo ideale, sempre posto nello spazio vuoto abbia un guadagno pari a  2.14dBi ossia 2.14dB rispetto all'antenna isotropica; tali 2.14dBi possono essere espressi anche come 0dBd ossia un guadagno relativo al dipolo ideale visto sopra (e quindi pari a zero); per cui se abbiamo un'antenna che offre un guadagno pari a 5dBi lo stesso guadagno potrà anche essere espresso come 2.86dBd (5-2.14) ossia 2.86dB superiore a quello del dipolo ideale (in spazio libero, come già detto, dato che il guadagno di un dipolo reale posto ad una certa altezza sul terreno è più alto)

spero di aver chiarito qualche dubbio ... e di non averne creati altri


[edit]

per completezza aggiungo il link ad un documento di Duffy che spero chiarisca ulteriormente il tutto

https://owenduffy.net/antenna/concepts/dBd/index.htm

[AZ6108]

Ehmmm... Ecco, questo è un mio limite....intendi ERP o EIRP? So di cosa stiamo parlando, ma i miei studi da autodidatta non sono ancora a conoscenza delle formule!

https://it.wikipedia.org/wiki/EIRP

ora... conosci la potenza di uscita in W del tuo trasmettitore, e dalle simulazioni il dipolo ad "U" orizzontale risulta avere un guadagno pari a 5.47dBi ... direi che non ti dovrebbe essere difficile calcolare il valore EIRP seguendo quanto riportato al link sopra

calcolando al volo, il guadagno in potenza equivalente a 5.47dB dovrebbe essere di circa 3.524 (se non ho pasticciato) ossia, supponendo che il trasmettitore eroghi 10W e tralasciando le perdite introdotte da linea ed antenna, la tua EIRP sarebbe pari a 35.24W (10*3.524) ... mica male direi

[nik77]

Salve Enzo ,un piccolo consiglio ,se ce la fai ti dico di prendere un Nanovna ,e' un piccolo strumento che ha delle capacita enorme per la taratura di antenne ed altro ,io lo preso qualche anno fa ,e mi aiuta moltissimo nella taratura delle miei antenne sperimentali ,poi per il bal-un cosidetto (choke) mi trovo bene con 16 spire di rg58 su diam.6cm,in un vecchio mio post po vedere che funziona alla grande,io avevo fatto le misure col Nvna poi mi ha dato una mano anche il Grande Alex Skypperman ha fatto le misure con il grid dip meter e il risultato era molto migliore del choke a 5 spire su diam.10cm ,spero che sia utile ,73s to all,nik.

[Enzo23]

e comunque, quando i dB vengono usati per esprimere il guadagno di un'antenna, lo stesso viene ricavato in base ad un'antenna di riferimento, ossia un'ideale "antenna isotropica" posta nello spazio vuoto ed avente un guadagno pari a 0 dB, usando tale riferimento si assume anche che un dipolo ideale, sempre posto nello spazio vuoto abbia un guadagno pari a  2.14dBi ossia 2.14dB rispetto all'antenna isotropica; tali 2.14dBi possono essere espressi anche come 0dBd ossia un guadagno relativo al dipolo ideale visto sopra (e quindi pari a zero); per cui se abbiamo un'antenna che offre un guadagno pari a 5dBi lo stesso guadagno potrà anche essere espresso come 2.86dBd (5-2.14) ossia 2.86dB superiore a quello del dipolo ideale (in spazio libero, come già detto, dato che il guadagno di un dipolo reale posto ad una certa altezza sul terreno è più alto)

spero di aver chiarito qualche dubbio ... e di non averne creati altri


[edit]

per completezza aggiungo il link ad un documento di Duffy che spero chiarisca ulteriormente il tutto

https://owenduffy.net/antenna/concepts/dBd/index.htm

Ciao caro, si! In effetti ora il concetto mi è molto più chiaro!
Purtroppo mi sono sempre affidato a vari tutorial on line e testi cartacei, ma, come già ti dissi, non ho una figura preparata che mi "interroghi" e mi corregga eventuali errori di apprendimento....cosa che fortunamente ho trovato in questo forum!

[Enzo23]

https://it.wikipedia.org/wiki/EIRP

ora... conosci la potenza di uscita in W del tuo trasmettitore, e dalle simulazioni il dipolo ad "U" orizzontale risulta avere un guadagno pari a 5.47dBi ... direi che non ti dovrebbe essere difficile calcolare il valore EIRP seguendo quanto riportato al link sopra

calcolando al volo, il guadagno in potenza equivalente a 5.47dB dovrebbe essere di circa 3.524 (se non ho pasticciato) ossia, supponendo che il trasmettitore eroghi 10W e tralasciando le perdite introdotte da linea ed antenna, la tua EIRP sarebbe pari a 35.24W (10*3.524) ... mica male direi

Si! Sinceramete avevo anche trovato le formule e calcolato la potenza, che a dir la verità si trova perfettamente col tuo risultato, ma non essendo sicuro del mio operato, per i motivi che ti ho elencato prima, ho voluto evitare di pubblicare "strafalcioni", magari dando ad intendere di avere un'esperienza ed una conoscenza che non ho ancora!!

[Enzo23]

Salve Enzo ,un piccolo consiglio ,se ce la fai ti dico di prendere un Nanovna ,e' un piccolo strumento che ha delle capacita enorme per la taratura di antenne ed altro ,io lo preso qualche anno fa ,e mi aiuta moltissimo nella taratura delle miei antenne sperimentali ,poi per il bal-un cosidetto (choke) mi trovo bene con 16 spire di rg58 su diam.6cm,in un vecchio mio post po vedere che funziona alla grande,io avevo fatto le misure col Nvna poi mi ha dato una mano anche il Grande Alex Skypperman ha fatto le misure con il grid dip meter e il risultato era molto migliore del choke a 5 spire su diam.10cm ,spero che sia utile ,73s to all,nik.

73 a te...si è una cosa che ho messo in calendario!

[AZ6108]

Si! Sinceramete avevo anche trovato le formule e calcolato la potenza, che a dir la verità si trova perfettamente col tuo risultato, ma non essendo sicuro del mio operato, per i motivi che ti ho elencato prima, ho voluto evitare di pubblicare "strafalcioni", magari dando ad intendere di avere un'esperienza ed una conoscenza che non ho ancora!!

Beh... gli strafalcioni ci stanno, li facciamo tutti mica siamo delle "macchinette" ad ogni modo, avevo dimenticato che usi un CRT SS9900, ora... considerando che l'apparato tira fuori 30W AM, se andiamo a rifare il calcolo otteniamo (30*3.524)=105.72 che direi sia una EIRP di tutto rispetto - considera che la Sirio dichiara per la sua boomerang un guadagno di 2.15dBi (che ritengo esagerato, secondo me 1.3 dBi sarebbe un valore più realistico) ... e fai una botta di calcoli per vedere che EIRP hai ora con la boomerang

[edit]

se poi hai due minuti, prova a calcolare l'EIRP che avevi con la JJ, nel caso diciamo che il guadagno fosse di 10 dBi tanto per fare una stima prudenziale al ribasso

[Enzo23]

ora... considerando che l'apparato tira fuori 30W AM,

Non sbagli 30W in AM 45 in FM e 60 in SSB......
Direi che se considero la SSB vengono fuori parecchi watt!!!!
(non lo diciamo a nessuno che non ho ancora la patente!!!)

[AZ6108]

Non sbagli 30W in AM 45 in FM e 60 in SSB......
Direi che se considero la SSB vengono fuori parecchi watt!!!!
(non lo diciamo a nessuno che non ho ancora la patente!!!)

naaa, e comunque alla faccia del sympatyco vicino  dai porca boia, indossa l'esoscheletro SABER/TALON e monta il dipolo 

[Enzo23]

Beh... gli strafalcioni ci stanno, li facciamo tutti mica siamo delle "macchinette" ad ogni modo, avevo dimenticato che usi un CRT SS9900, ora... considerando che l'apparato tira fuori 30W AM, se andiamo a rifare il calcolo otteniamo (30*3.524)=105.72 che direi sia una EIRP di tutto rispetto - considera che la Sirio dichiara per la sua boomerang un guadagno di 2.15dBi (che ritengo esagerato, secondo me 1.3 dBi sarebbe un valore più realistico) ... e fai una botta di calcoli per vedere che EIRP hai ora con la boomerang

[edit]

se poi hai due minuti, prova a calcolare l'EIRP che avevi con la JJ, nel caso diciamo che il guadagno fosse di 10 dBi tanto per fare una stima prudenziale al ribasso

Diciamo che ho fatto 2 calcoli......con la JJ ho avuto paura! Considerando i 30W in AM avrei avuto un EIRP di 299.99982 W!!!! Contro i 40.46886W che ho attualmente con la boomerang, considerando un guadagno di 1.3 dBi