DIPOLO: si può aumentare la banda passante in qualche modo ?

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Sabato scorso mi sono trovato a dover passare alcune ore e, visto che avevo il portatile, invece di girarmi i pollici, ho deciso di investigare su un'idea che mi frullava in testa da qualche tempo, ossia se, mantenendo pressochè intatte (o comunque variando relativamente poco) le dimensioni di un dipolo, fosse possibile aumentarne la "banda" (SWR<2) usando un sistema di carico lineare

Di norma i sistemi di "carico" vengono usati per accorciare un'antenna, ma in questo caso il mio proposito come scritto sopra non era quello di "risparmiare spazio", bensì di verificare se, mantenendo circa le stesse dimensioni del dipolo normale, fosse possibile ottenere una maggior banda utilizzabile

Allo scopo ho iniziato con il modello di un dipolo normale, realizzato con filo da 2.5mm e posto a 0.6 Lambda dal piano di terra, facendo girare il modello, il risultato è stato (come previsto) il seguente (prima immagine), come si vede centrando il dipolo su 27MHz, il dipolo resta con SWR<2 tra (circa) 26.3MHz e 27.7MHz, mentre il guadagno si attesta su 7.76dBi, nulla di nuovo sin qui



A questo punto, ho creato un modello dello stesso dipolo, ma con i due bracci con "carica lineare", in questo caso, mantenendo identico il diametro del filo e l'altezza dal suolo, ho aggiunto ulteriore filo spaziandolo sia in verticale di 13cm ed in orizzontale (al centro) di 10cm, ho quindi aggiustato la lunghezza totale che risulta superiore a quella del dipolo normale (bracci di circa 4.8m contro quelli di circa 2.6m del dipolo) ed il risultato è quello visibile nella seconda immagine



Alimentando il dipolo caricato con un BalUn 16:1 (800<->50) si ottiene una banda utilizzabile che va da meno di 25MHz a più di 29.5MHz ed il tutto con un guadagno di circa 9dBi; se il guadagno non stupisce, considerando che lo sbraccio totale (non la lunghezza del filo, occhio) è superiore, quello che invece è interessante è l'aumento della larghezza di banda ed il fatto che, nonostante tale ampia copertura, il guadagno dell'antenna resti a livelli più che accettabili, direi

Certo, la costruzione di una tale antenna risulta più complessa rispetto a quella di un normale dipolo, d'altro canto, l'antenna in questione offrirebbe la possibilità di coprire le bande dai 10 ai 12 metri con l'aiuto di un accordatore (per gli estremi) che comunque andrebbe a gestire un disadattamento minimo

Per chi fosse interessato, qui sotto il modello NEC usato per il dipolo a carica lineare, è sufficiente caricarlo in 4NEC2, impostare l'impedenza ad 800 Ohm e far girare la simulazione

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CM lld.nec - dipolo a carica lineare impedenza 800 Ohm, usare un balun
CM con rapporto di trasformaz. 16:1 seguito da una choke
CE

SY freq=26.6                  ' frequenza di calcolo
SY ftst=27                    ' frequenza di test

SY wave=(300/freq)            ' lunghezza d'onda

SY wire=0.00125               ' raggio filo (2.5mm diametro)

SY ffac=0.0045                ' fattore spaziatura punto alimentazione
SY fspc=(wave*ffac)           ' conduttori centrali alimentazione

SY lfac=1                     ' frazione della lunghezza d'onda
SY leng=(wave*lfac)           ' lunghezza totale
SY larm=(leng/2)              ' lunghezza iniziale bracci

SY afac=0.7682                ' fattore accorciamento bracci caricati
SY llen=(larm*afac)           ' lunghezza bracci

SY hfac=0.60                  ' fattore calcolo altezza
SY hght=(wave*hfac)           ' altezza antenna

SY wspc=0.13                  ' fattore spaziatura conduttori bracci
SY hmid=hght-wspc             ' altezza conduttore centrale
SY hlow=hmid-wspc             ' altezza conduttore inferiore

SY pfdp=fspc                  ' punto finale conduttori alimentazione
SY pinn=fspc                  ' punto iniziale bracci caricati
SY plld=llen+pinn             ' punto finale bracci caricati
SY pstb=plld                  ' punto finale conduttore inferiore

SY segl=31                    ' segmenti conduttori lunghi
SY segm=3                     ' segmenti contuttori medi
SY segs=1                     ' segmenti conduttori corti

SY fwir=1                     ' conduttore alimentato
SY fseg=(segs/2)              ' segmento alimentato


' conduttori centrali alimentati
GW  1 segm 0 -pfdp hght  0  pfdp hght wire

' conduttori superiori bracci
GW  4 segl 0 -pinn hght  0 -plld hght wire
GW  5 segl 0  pinn hght  0  plld hght wire

' giunzione superiore<->medio
GW  6 segs 0 -plld hght  0 -plld hmid wire
GW  7 segs 0  plld hght  0  plld hmid wire

' conduttore medio bracci
GW  8 segl 0 -plld hmid  0 -pinn hmid wire
GW  9 segl 0  plld hmid  0  pinn hmid wire

' giunzione medio<->inferiore
GW 10 segs 0 -pinn hmid  0 -pinn hlow wire
GW 11 segs 0  pinn hmid  0  pinn hlow wire

' conduttore inferiore bracci
GW 12 segl 0 -pinn hlow  0 -pstb hlow wire
GW 13 segl 0  pinn hlow  0  pstb hlow wire

' fine geometria e parametri terreno
GE  1
GN  2  0  0  0  13  0.005

' definizione conduttori (filo isolato da 2.5mm)
LD  7  0  0  0  2.1  wire
LD  5   0  0  0  58000000

' abilita kernel esteso per i calcoli
EK

' alimentazione antenna
EX  0 fwir fseg 0 1 0 0

' frequenza di test
FR  0  1  0  0  ftst  0

' fine
EN



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da notare che l'impedenza varia come segue

474-j203  25.000 MHz
880+j30.3 27.000 MHz
1088-j579 29.700 MHz

ed è, credo, più che accettabile sull'intera gamma.

[AZ6108]

Per dare un'idea della curva SWR completa tra 10 e 12 metri (24...30 MHz), aggiungo il grafico in tale gamma di frequenze, come si vede l'uso dell'accordatore è necessario solo al di sotto di 24.850MHz ed al di sopra di 29.750MHz e, comunque, il disadattamento di impedenza è ridotto e gestibile da qualsiasi accordatore, inclusi quelli interni degli apparati, anche perchè la reattanza si mantiene sempre ben al di sotto del valore resistivo

[AZ6108]

ora mi resta da verificare se sia possibile, variando la spaziatura, aumentare un pochino la banda passante (già ampia) senza inficiare le prestazioni

[r5000]

73 a tutti, la banda passante di un dipolo si può allargare di molto con i dipoli conici fatti  con più fili distanziati all'estremità e uniti al punto di alimentazione, l'impedenza, guadagno e lobo di radiazione sono sovrappobili al dipolo classico, l'unico parametro che cambia è propio la banda passante, come distanziali si usano anelli, crociere ecc...

[AZ6108]

73 a tutti, la banda passante di un dipolo si può allargare di molto con i dipoli conici fatti  con più fili distanziati all'estremità e uniti al punto di alimentazione, l'impedenza, guadagno e lobo di radiazione sono sovrappobili al dipolo classico, l'unico parametro che cambia è propio la banda passante, come distanziali si usano anelli, crociere ecc...

Si, conosco il dipolo "a gabbia" o "cage dipole" come lo chiamano gli anglofoni, in quel caso l'idea è quella di aumentare il "diametro" del radiatore in modo da aumentare la larghezza di banda, ma anche nel caso di un simile dipolo, mantenendo un numero di conduttori ragionevole, anche aggiustando la lunghezza ed usando un 9:1 la banda è comunque inferiore a quella già vista, oltre a questo come ho scritto, la mia curiosità era di verificare se fosse possibile usare un metodo di "carico" per ottenere lo stesso risultato; tra l'altro meccanicamente un dipolo "a gabbia" sarebbe molto più complicato di quello a "carica lineare" già visto