Direttiva UHF ad ampia apertura (90°-120°) per ripetitori in montagna

[davj2500]

Ciao a tutti.

Leggendo un thread qui sul forum mi è venuta un'idea per progettare una direttiva che trasmettesse in una sola direzione ma con un'apertura ampia, tra i 90° e 120° gradi.
L'uso tipico è per un trasmettitore che ha dietro una montagna e quindi deve solo trasmettere in avanti, per coprire la pianura sottostante.



In pratica è una direttiva Yagi-Uda verticale con un riflettore e due direttori aperti di 70°.
Impedenza 50 ohm, quindi non richiede nessun adattamento.
Questa è la simulazione del lobo visto da sopra con l'antenna montata a 2m da terra:



Bello, rotondo, senza buchi. Oltre 9 dBi costanti per quasi 90°, poi scema dolcemente. Forse si può fare anche più largo.

Questa è incentrata a 433 MHz ma si può calcolare su qualunque frequenza.
Ecco il ROS:



Dimensioni:
- riflettore: 34.0 cm
- dipolo: 30.0 cm
- direttori: 26.8 cm
- distanza riflettore-dipolo: 20 cm
- distanza dipolo-direttori: 25 cm
- angolo tra i direttori: 70°

Volendo poi esagerare, se ne fanno due e si montano allineate sulla verticale, 70 cm di distanza tra i centri.



Questo ha l'effetto di schiacciare il lobo in modo che non vada verso l'alto. Il guadagno sale così a oltre 12.5 dBi nelle medesime condizioni.

Per alimentarle non serve niente di strano: bastano due spezzoni di coassiale a 75 ohm che siano multipli dispari di 1/4 d'onda: una volta uniti al centro ecco i 50 ohm pronti all'uso.

Ciaoo

[Ugo da Norcia]

Ciao, come ben sai mi diverto a fare esperimenti se nelle mie capacità. Mi sembra le facesse sia la RAC che la Antel chiamandole corner reflect, se non sbaglio.
hai qualche disegno più chiaro perfavore. per il dipolo non ho problemi per il resto ci penso.

Grazie ciao

[davj2500]

Ciao, come ben sai mi diverto a fare esperimenti se nelle mie capacità. Mi sembra le facesse sia la RAC che la Antel chiamandole corner reflect, se non sbaglio.
hai qualche disegno più chiaro perfavore. per il dipolo non ho problemi per il resto ci penso.

Altroché nelle tue capacità, viste le antenne che fai! Questi sono quattro paletti in croce.
Questa è la forma.
E' una Yagi verticale in cui il boom è fatto ad Y: ha un radiatore dietro, il dipolo al centro della Y e sulle due gambette due direttori uguali. L'angolo formato dalle "braccine" della Y è di 70°.



Spero così si capisca meglio come è fatta.

Ciaoo

[Ugo da Norcia]

gagliardissimo progetto.

non avevo capito una beata fava. Ora con il disegno è tutto mooooolto più chiaro.
altra domanda. il i radiatori/direttori sono isolati dal boom?

e domanda stupida ma devo farla. e se i direttori diventano 3 a 210°?

grazie.

il progetto mi piace moltissimo, il dipolo in uhf è già bello e pronto, i radiali direttori non sono un problema, devo solo capire un pò come metterla insieme in maniera affidabile

[davj2500]

non avevo capito una beata fava. Ora con il disegno è tutto mooooolto più chiaro.
altra domanda. il i radiatori/direttori sono isolati dal boom?

Tutto isolato dal boom.
Il boom puoi anche farlo di plastica o per le prove anche di legno.

e domanda stupida ma devo farla. e se i direttori diventano 3 a 210°?

In che senso 3 direttori a 210°? Intendi tre direttori a 120° e nessun riflettore?

il progetto mi piace moltissimo, il dipolo in uhf è già bello e pronto, i radiali direttori non sono un problema, devo solo capire un pò come metterla insieme in maniera affidabile

Posta foto della realizzazione, mi raccomando!

Ciaoo

[Pol]

Interessante! (mi interessa perchè il mio nominativo dovrebbe essere in arrivo, almeno spero)
L'autocostruzione dovrebbe essere più semplice realizzando il boom a T cioè due pezzi di tubo, profilato o quello che volete ad angolo retto lasciando il resto invariato.

[davj2500]

Interessante! (mi interessa perchè il mio nominativo dovrebbe essere in arrivo, almeno spero)
L'autocostruzione dovrebbe essere più semplice realizzando il boom a T cioè due pezzi di tubo, profilato o quello che volete ad angolo retto lasciando il resto invariato.

Ciao Pol.

Certamente puoi fare il boom a T, posto che gli elementi siano sempre nella stessa posizione.
Tra l'altro questa antenna è così piccola che si può facilmente costruire con qualunque materiale.
Adesso Ugo prova a farne una così vediamo come va!

Ciaoo

[r5000]

73 a tutti, interessante, di solito per modificare il lobo d'irradiazione si mettono due antenne complete in parallelo distanziate sul piano orizzontale e le due discese sono identiche fino a un'accoppiatore (splitter), la distanza tra le due antenne si calcola per avere il lobo più stretto o più largo ( utile per ricevere più segnali non isofrequenza) e questo schema semplifica parecchio perchè la discesa è unica, mi ricorda un pò due direttive alimentate con un loop che di fatto è la somma di due dipoli ma servono sempre due antenne parallele mentre quì si allargano solo i due direttori...

[Ugo da Norcia]

questa sera disegno il tutto. probabilmente sfrutto l'idea della T se non viene troppo lunga e fragile meccanicamente. Domai se nulla succede ne monto due. Come sostegno e accoppiatore/codini per le due antenne riciclo quello dei dipoli che è già bello che fatto per questa frequenza.

Poi si prova.

[davj2500]

questa sera disegno il tutto. probabilmente sfrutto l'idea della T se non viene troppo lunga e fragile meccanicamente. Domai se nulla succede ne monto due. Come sostegno e accoppiatore/codini per le due antenne riciclo quello dei dipoli che è già bello che fatto per questa frequenza.

Mi raccomando, fai prima un prototipo rapido ed economico per vedere se va: è un'antenna solo progettata al computer, mai provata.
Ho visto che con le Yagi finora ho avuto una corrispondenza al 100% tra la simulazione NEC2 e la realizzazione anche su antenne grosse (10 elementi) o strane (palo di sostegno di altre antenne che fa da riflettore calcolato), ma non si sa mai, le sorprese sono sempre in agguato! :-)

Ciaoo
Davide

[Ugo da Norcia]

si. sono d'accordo sulla semplicità per le prove. in effetti per far un lavoro ben fatto bisogna auto costruirsi un giunto a croce o peggio a Y in materiale tipo nylon che non conduca. Non so neppure se ho la fresa per ricavare la sede dei tubi del mast.
Dunque prima proviamo alla buona. se poi funziona vedo se riesco a fare il giunto. sopra tutto se ho la fresa e il nylon che non è facile ne economico da trovare.
un passo alla volta e vediamo

[davj2500]

si. sono d'accordo sulla semplicità per le prove. in effetti per far un lavoro ben fatto bisogna auto costruirsi un giunto a croce o peggio a Y in materiale tipo nylon che non conduca. Non so neppure se ho la fresa per ricavare la sede dei tubi del mast.
Dunque prima proviamo alla buona. se poi funziona vedo se riesco a fare il giunto. sopra tutto se ho la fresa e il nylon che non è facile ne economico da trovare.
un passo alla volta e vediamo

Puoi usare i tubi in PVC per esterni da impianto elettrico con un giunto a T.
Per fissare gli elementi, si possono forare da parte a parte i tubi di PVC.
Se con il seghetto incidi alcune tacche sull'elemento di alluminio nel punto in cui sta dentro al tubo, un pochino di colla a caldo o meglio epossidica bicomponente lo tiene in posizione. La colla entra nelle tacche e fa una resistenza meccanica notevole.

Ciaoo

[Alinghi]

Interessante questa antenna, sarebbe pure interessatane vedere come si comporta con 2 elementi direttivi, sicuramente l'angolo si riduce un pochino, ma aumenta il guadagno.
Per il giunto a Y, qualcosa in giro si trova, ad esempio nel reparto tubature esistono dei giunti per sdoppiare le tubature fatti così:

[davj2500]

Interessante questa antenna, sarebbe pure interessatane vedere come si comporta con 2 elementi direttivi, sicuramente l'angolo si riduce un pochino, ma aumenta il guadagno.

Ciao Alinghi!

Lo sapevo che qualcuno se ne sarebbe venuto fuori proponendo l'aumento dei direttori!  :-D

Un'antenna ha un solo modo per aumentare il guadagno: concentrare il lobo.
Ci sono due modi di concentrare il lobo:
- sul piano orizzontale, cioè trasmettendo a nord e non a sud o ovest;
- sul piano verticale, cioè evitando di trasmettere in alto o in basso ma solo verso l'orizzonte.

Se tu aumenti i direttori, stringi il piano orizzontale. Quindi se prendi questa antenna e ci metti altri direttori, o stringi il lobo verso il centro o ne formi due a "corna".
Così aumenti sì il guadagno in qualche direzione, ma annulli l'unica ragione per cui è stata creata quest'antenna: avere una copertura di larga 90-120° e uniforme. A questo punto usa una direttiva normale!

L'unico modo di aumentare ulteriormente il guadagno è quello di lavorare sul piano verticale, schiacciando il lobo verso l'orizzonte.
Questo non si fa aumentando i direttori ma impilando più direttive sulla stessa verticale.
E' esattamente la stessa tecnica sfruttata dalle antenne collineari, che hanno tanti dipoli in fase impilati uno sopra l'alto: esse trasmettono sempre a 360° e traggono il loro maggiore guadagno esclusivamente sul piano verticale, con un lobo tanto più piatto quanto più numerosi sono di dipoli impiegati.

Anche qui non bisogna esagerare, perché se un'antenna del genere è destinata ad un ripetitore in altura, schiacciando troppo il lobo verticale si rischia di "scavalcare" le utenze sottostanti senza coprirle.

Ciaoo
Davide

[davj2500]

Comunque il mio disegno a mano libera è fuorviante sulla forma.
In realtà la forma esatta (vista di pianta) è questa:



Come si vede, le braccine della Y di fatto sono allargate quasi a formare una T (angolo di 70°).
Probabilmente la T è la forma più semplice da realizzare.

Ciaoo
Davide

[Ugo da Norcia]

Ciao
sei sicuro di queste quote/disegno? i due direttori non si trovano a 70°, ma bensì a 140°

nella tua email mi citi: SY a1=70    'Angle between directors 1/2

da quì io ho interpretato,forse erroneamente, 35° a dx e 35° a sx. quale è la soluzione giusta.
questa sera vorrei realizzarla.

ciao

[davj2500]

Ciao
sei sicuro di queste quote/disegno? i due direttori non si trovano a 70°, ma bensì a 140°

nella tua email mi citi: SY a1=70    'Angle between directors 1/2

da quì io ho interpretato,forse erroneamente, 35° a dx e 35° a sx. quale è la soluzione giusta.
questa sera vorrei realizzarla.

Sì scusa, hai ragione.
Il disegno è giusto: è prodotto dal simulatore stesso in base ai dati che ho immesso e che ha usato per fare i calcoli. La dicitura "Angle between directors" è sbagliata: 70° sono l'angolo tra la bisettrice e ciascun braccio, non l'angolo tra i bracci. Io calcolo sin(a1) e cos(a1) per trovare la posizione del direttore superiore, mentre l'inferiore è uguale con una delle coordinate cambiate di segno.
Quindi l'angolo è 140°.

Scusa ancora per l'errore!

Ciaoo

[Ugo da Norcia]

capito, ok grazie

[ondaverde]

Ciao a tutti,
sto seguendo con un certo interesse questo topic.
Do il mio piccolo contributo solo dicendo che questo genere di antenne viene a volte utilizzato in ripetitori FM broadcast, qui nella mia zona ne ho visto uno che usa una serie di antenne concettualmente simili (accoppiate sul piano verticale, come quasi sempre si usa negli impianti broadcast) e che assomiglia molto a quella che si può vedere qui:

http://img.alibaba.com/photo/464059518/fm_dipole_antenna.jpg

[davj2500]

capito, ok grazie

Come va, fatta qualche prova?
Sono curioso!

[Ugo da Norcia]

per adesso ho realizzato solo in parte il "giunto" centrale dove posizionare il dipolo e il mast. i due fori per il dipolo li ho già fatti. mi manca gli altri due per il mast. poi assemblare il tutto è questione di minuti. nel weeend finisco.

[Ugo da Norcia]

giunto finito. domani assemblo il tutto. ora vado a dormire.










buona notte

[davj2500]

giunto finito. domani assemblo il tutto. ora vado a dormire.

Ciao Ugo.

Mi sembra proprio un bel lavoro!

Ciaoo
Davide

[Ugo da Norcia]

sono arrivato alla fine.
montata e incollato tutto. ora attendo che asciughi come si deve, umido permettendo. domani la provo, poi se funziona come si deve la porto in trasferta.

[davj2500]

sono arrivato alla fine.
montata e incollato tutto. ora attendo che asciughi come si deve, umido permettendo. domani la provo, poi se funziona come si deve la porto in trasferta.

Ma il ROS com'è?

[Ugo da Norcia]

Finita montata in qualche maniera per prova. devo ancora realizzare una staffa da palo seria.
Prima impressione va che è una meraviglia. ROS praticamente nullo per la frequenza scelta. in settimana la monto seriamente su di un palo e faccio un pò di prove. ero curioso di vedere il ROS e con molta soddisfazione è quasi nullo. Come dice Davj2500, se le misure sono corrette, funziona al primo colpo.
tanto per cambiare non riesco ad inserire le immagini. le posterò prima o poi

[davj2500]

Finita montata in qualche maniera per prova. devo ancora realizzare una staffa da palo seria.
Prima impressione va che è una meraviglia. ROS praticamente nullo per la frequenza scelta. in settimana la monto seriamente su di un palo e faccio un pò di prove. ero curioso di vedere il ROS e con molta soddisfazione è quasi nullo. Come dice Davj2500, se le misure sono corrette, funziona al primo colpo.
tanto per cambiare non riesco ad inserire le immagini. le posterò prima o poi

Benissimo, ottimo.
Mi dicono che abbia addirittura ROS sottozero! :-)

Ciaoo

[Ugo da Norcia]

e sì. sono mago
o meglio. sbagliare è umano.


ROS negativo non lo avevo proprio mai visto.