Autore Topic: Misurare l'impedenza di una Windom  (Letto 2296 volte)

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Offline IU8DHA

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Misurare l'impedenza di una Windom
« il: 02 Marzo 2017, 15:32:32 »
Ho montato una Windom lunga 40 metri a circa 18 metri di altezza.
Il problema adesso è come collegare un Rigexpert 54 per misurarne l'impedenza alle diverse frequenze radiantistiche. Ovviamente intendo effettuare le misure senza l'utilizzo del balun.
C'è qualcuno che può aiutarmi  ?


Offline ik1npe

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Re:Misurare l'impedenza di una Windom
« Risposta #1 il: 02 Marzo 2017, 17:29:42 »
Salve , la windom ha una impedenza di 300 ohm senza il balun.
73 de ik1npe

Offline IU8DHA

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Re:Misurare l'impedenza di una Windom
« Risposta #2 il: 02 Marzo 2017, 20:21:01 »
Ciao ik1npe, ti ringrazio dell'aiuto ma questo mi è già noto. L'impedenza di cui parli però non è costante e dipende dal punto dove inserisci il balun.
Il mio problema è poter misurare direttamente l'impedenza al fine di poter scegliere sia il punto migliore sia il rapporto di impedenza più conveniente.
Il problema è quindi come collegare l'ingresso dell'analizzatore rigexpert (cossile a 50 ohm) con il punto di inserzione dell'antenna ad impedenza molto più alta e di tipo bilanciato. Forse un balun 1:1 potrebbe risolvere il problema della misura almeno in termini di sbilanciato-bilanciato ma non ne sono sicuro e cercavo conferma da chi ha eventualmente già provato.


Offline ik1npe

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Re:Misurare l'impedenza di una Windom
« Risposta #3 il: 02 Marzo 2017, 22:31:01 »
salve, vedo che hai le idee un po' confuse sulle windom.
L' alimentazione delle windom è a un terzo della lunghezza della mezzonda, ain quel punto l'impedenza caratteristica è 300 Ohm.
se metti un balun 1:1 avrai sempre la stessa impedenza ma la differenza la fa il bilanciato sbilanciato.
la lunghezza del filo e il punto di alimentazione sono in funzione della frequenza in uso.
Il vantaggio è che con un filo di 40 metri circa puoi fare dagli 80 metri fino ai 10 con pochissimo ROS tranne per la banda dei 15 metri.
Che al contrario di un dipolo normale risuona in terza armonica di una antenna per i 40 metri.
73 de ik1npe

Offline IU8DHA

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Re:Misurare l'impedenza di una Windom
« Risposta #4 il: 02 Marzo 2017, 22:56:33 »
Ciao, ti stai sbagliando, conosco perfettamente il funzionamento della windom. Il problema è che l'impedenza varia intorno ad una media di 300 ohm ma può scendere anche a 200 o anche meno sia in funzione della distanza dal centro ma anche in relazione all'altezza dal terreno. E' proprio per questo motivo che voglio tentare di misurare l'impedenza alle varie frequenze e variando da distanza dal centro. Il fine è quello di trovare un punto ottimale tra le varie possibilità in modo tra poter scegliere il migliore rapporto di ros complessivo in relazione anche al rapporto di impedenza. Insomma potrebbe essere alla fine più conveniente usare un rapporto 1:4 anziché 1:6. Il mio problema è come ti dicevo precedentemente quello di poter misurare questa impedenza nelle prove che andrò a fare e ho difficoltà nel collegare l'analizzatore che ha una uscita di 50 ohm all'antenna per i motivi che ti ho già esposto. Spero questa volta di essere stato più chiaro nell'esposizione. grazie comunque del tuo interessamento.


Offline dattero

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Re:Misurare l'impedenza di una Windom
« Risposta #5 il: 02 Marzo 2017, 23:16:18 »
Ciao,
penso di aver capito cosa vuoi fare, il problema , a parte la misurazione con lo strumento, è come faresti a variare il punto di alimentazione? 
Partendo ad 1/3  ,40:3=13,3  quindi un braccio è lungo 13,3 e l'altro 26,7 e fai la prima misurazione, ora vuoi provare a 12 e 28, cosa fai ??  taglia e giunta? 

per usare lo strumento invece dovresti collegarlo al PL dell'antenna, ma è un po difficile a 18 metri, oppure usare lunghezze di cavi coassiali di misura calcolata in base alla frequenza analizzata
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Offline IU8DHA

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Re:Misurare l'impedenza di una Windom
« Risposta #6 il: 02 Marzo 2017, 23:48:38 »
Ciao, il cosa voglio ottenere e il come ottenerlo mi è perfettamente chiaro. Quello che non mi è chiaro o almeno non dl tutto è il come misurarlo. In pratica una volta montato il l'antenna abbiamo approssimativamente 1/3 da un lato e 2/3 da un altro con un punto di uscita prossimo ai 300 ohm.
la prima cosa da ottenere è il minimo ros con una impedenza il più possibile resistiva. Ovviamente la misura va effettuata su tutte le frequenze radioamatoriali. E' probabile che il rapporto non sia soddisfacente. in tal caso si comincerà ad accorciare un solo braccio che è come allungare l'altro o viceversa ad accorciare l'altro che è come accorciare il primo. Trovato dopo un po' di prove un punto accettabile su tutte le frequenze è probabile che l'antenna non risponda con precisione alle frequenze che ci interessano ad esempio risuona a 7 mhz e non a 7,1. In tal caso riportare l'antenna in frequenza è molto semplice perché basta accorciare nel solito rapporto 1 a 2 entrambi i bracci ad esempio 3 cm sul lato corto e 6 cm sul lato lungo.
La taratura quindi è molto semplice specie se fatta con l'aiuto dell'analizzatore che ti riproducce immediatamente il grafico del ros su tutte le frequenze.
Resta a questo punto il problema iniziale: come collegare l'analizzatore ?. Si potrebbe usare, come ho già fatto lo stesso balun 1:6 ma il problema è che le misure risultano falsate perché al ros dell'antenna si aggiungono le perdite e il ros stesso del balun. E il tutto falsifica in alcuni casi di parecchio le misure. Ecco il motivo del quesito


Offline dattero

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Re:Misurare l'impedenza di una Windom
« Risposta #7 il: 03 Marzo 2017, 00:05:55 »
Adesso mi è più chiaro come procederesti con le lunghezze , anche se mio avviso da 40 metri totali arriverai a 30 senza concludere molto, comunque in questo caso , accorciando un po di qua e un po di là avrai un andamento dell impedenza che varierà molto  su ogni frequenza e per la misurazione non ti resta che usare il metodo dei coassiali calcolati per ogni banda che vuoi analizzare

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Offline IZ2UUF (davj2500)

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Re:Misurare l'impedenza di una Windom
« Risposta #8 il: 03 Marzo 2017, 00:50:24 »
Ciao, il cosa voglio ottenere e il come ottenerlo mi è perfettamente chiaro. Quello che non mi è chiaro o almeno non dl tutto è il come misurarlo. In pratica una volta montato il l'antenna abbiamo approssimativamente 1/3 da un lato e 2/3 da un altro con un punto di uscita prossimo ai 300 ohm.
la prima cosa da ottenere è il minimo ros con una impedenza il più possibile resistiva. Ovviamente la misura va effettuata su tutte le frequenze radioamatoriali. E' probabile che il rapporto non sia soddisfacente. in tal caso si comincerà ad accorciare un solo braccio che è come allungare l'altro o viceversa ad accorciare l'altro che è come accorciare il primo. Trovato dopo un po' di prove un punto accettabile su tutte le frequenze è probabile che l'antenna non risponda con precisione alle frequenze che ci interessano ad esempio risuona a 7 mhz e non a 7,1. In tal caso riportare l'antenna in frequenza è molto semplice perché basta accorciare nel solito rapporto 1 a 2 entrambi i bracci ad esempio 3 cm sul lato corto e 6 cm sul lato lungo.
La taratura quindi è molto semplice specie se fatta con l'aiuto dell'analizzatore che ti riproducce immediatamente il grafico del ros su tutte le frequenze.
Resta a questo punto il problema iniziale: come collegare l'analizzatore ?. Si potrebbe usare, come ho già fatto lo stesso balun 1:6 ma il problema è che le misure risultano falsate perché al ros dell'antenna si aggiungono le perdite e il ros stesso del balun. E il tutto falsifica in alcuni casi di parecchio le misure. Ecco il motivo del quesito

Ciao IU8DHA.

L'unico modo per eseguire quelle misure con uno strumento con le caratteristiche del tuo (RigExpert AA-54) è quello ci collegare lo strumento al feedpoint alimentato a batterie e trovare il modo di leggere il risultato senza collegarci cavi.
Con VNA più evoluti si usa un cavo coassiale terminato da un balun 1:1, si esegue una calibrazione SOL (Short Open Load) alla fine del cavo, dopo il balun e si misura tenendo lo strumento alla base.
Senza calibrazione SOL nel punto prestabilito, ti ritrovi con uno strumento che misura l'impedenza più o meno al suo connettore. Se ci frapponi un cavo coassiale, avrai una trasformazione di impedenza che ti falsa le letture.
Ad esempio una impedenza di 300+j0 a 28MHz con 10m di RG-58 diventa 51+j79. Cioè ad una frequenza risonante avresti una lettura non risonante.
Ovviamente non puoi nemmeno usare un cavo multiplo di mezz'onda dato che vuoi una lettura su tante bande non multiple.

Con lo strumento "appeso" al punto di alimentazione senza altri cavi, direi che non serva un balun 1:1 dato che le dimensioni dello strumento rispetto alle onde corte sono tali da renderlo quasi irrilevante come elemento radiante. Invece usando cavi (es. cavo coassiale, cavo USB collegato allo al PC, ecc) un balun 1:1 tra DUT (Device Under Test) al reference plane (punto in cui vuoi eseguire la misura) è fortemente consigliabile per evitare che tutto il setup di misura finisca a partecipare all'irradiazione alterando le letture dell'impedenza.

Diciamo che con lo strumento che hai a disposizione, la misura che vuoi fare tu non è semplicissima.

Ciaoo
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Offline falco

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Re:Misurare l'impedenza di una Windom
« Risposta #9 il: 03 Marzo 2017, 01:38:01 »
L impedenza senza toroide varia con il variare del apertura o chiusura dell angolo dei 2 fili

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Offline rosco

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Re:Misurare l'impedenza di una Windom
« Risposta #10 il: 03 Marzo 2017, 07:08:02 »
usando cavi (es. cavo coassiale, cavo USB collegato allo al PC, ecc) un balun 1:1 tra DUT (Device Under Test) al reference plane (punto in cui vuoi eseguire la misura) è fortemente consigliabile per evitare che tutto il setup di misura finisca a partecipare all'irradiazione alterando le letture dell'impedenza.

Evitare o minimizzare l'effetto ?
In un altro thread ho posto la domanda,
ho provato a realizzare  bal-un 1-1 ma il cavo usb  ha continuato ad influenzare la misura ( anche se non ho misurato esattamente, per questo aspetto la calibrazione )

Prima di ricorrere all'interfaccia bluetooth,( che non so se sia possibile collegare/costruire al RigExpert AA-54, ma al mio cinesino sembra di si )
mi domandavo se tale comportamento ( il cavo continua ad influenzare la misura ) è dovuto a:

 a) il balun è fatto male, facendolo correttamente NON deve succedere
 b) l'antenna non è adatta alla misura ( oltre che non essere una vera antenna)
     , non è simmetrica e non ha piano di massa , quindi il comportamento e normale.
 c) altro ?

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Offline IZ2UUF (davj2500)

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Re:Misurare l'impedenza di una Windom
« Risposta #11 il: 03 Marzo 2017, 07:52:14 »
usando cavi (es. cavo coassiale, cavo USB collegato allo al PC, ecc) un balun 1:1 tra DUT (Device Under Test) al reference plane (punto in cui vuoi eseguire la misura) è fortemente consigliabile per evitare che tutto il setup di misura finisca a partecipare all'irradiazione alterando le letture dell'impedenza.

Evitare o minimizzare l'effetto ?
In un altro thread ho posto la domanda,
ho provato a realizzare  bal-un 1-1 ma il cavo usb  ha continuato ad influenzare la misura ( anche se non ho misurato esattamente, per questo aspetto la calibrazione )

Prima di ricorrere all'interfaccia bluetooth,( che non so se sia possibile collegare/costruire al RigExpert AA-54, ma al mio cinesino sembra di si )
mi domandavo se tale comportamento ( il cavo continua ad influenzare la misura ) è dovuto a:

 a) il balun è fatto male, facendolo correttamente NON deve succedere
 b) l'antenna non è adatta alla misura ( oltre che non essere una vera antenna)
     , non è simmetrica e non ha piano di massa , quindi il comportamento e normale.
 c) altro ?

Ciao Rosco.

Anche il cavo USB può influenzare la misura perché:
a) il balun è fatto male (cioè non oppone abbastanza impedenza alle correnti common mode alla frequenza in esame)

b) l'antenna è "affamata": in certe configurazioni (es. antenne molto asimmetriche o addirittura prive di un elemento come le end-fed) le correnti CM superano facilmente i choke;

c) il terzo caso invece riguarda il fatto che oggetti inseriti nel near-field ne variano le caratteristiche anche se non sono elettricamnte collegati con l'antenna (si pensi ad esempio a direttori e riflettori nelle Yagi-Uda).
Supponiamo che il balun sia perfetto. A questo punto il cavo USB è come se fosse scollegato dall'antenna. Esso però è sicuramente inserito nel near-field dell'antenna: se essa è simmetrica e il cavo è posto a sua volta in posizione simmetrica rispetto all'antenna, le correnti indotte sullo stesso saranno nulle. Se però l'antenna è asimmetrica, il cavo entra sicuramente nella misura, così come vi entrano gli elementi delle direttive anche se non sono collegati a niente.
Bisogna tenere presente però che in quel tipo di antenne l'impedenza definitiva, per la stessa ragione, sarà data anche dalla presenza del cavo coassiale che le alimenta: pertanto non ha molto senso misurarle con un analizzatore remoto bluetooth e poi quando si ha finito collegargli un bel cavo coassiale per poterle usare con la radio, perché l'antenna non è più quella che si è misurata.

Ciaoo
Davide
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Re:Misurare l'impedenza di una Windom
« Risposta #12 il: 03 Marzo 2017, 10:02:17 »
Ciao Davide, hai concretizzato in realtà tutte le mie perplessità. In effetti le motivazioni da te addotte e le conseguenti difficoltà e in alcuni casi l'inutilità di alcune misure generanti in se gli errori di misura di cui hai parlato erano già stati rilevati da me nelle misure pratiche effettuate. A questo punto data l'impossibilità di effettuare la misura con la strumentazione in mio possesso penso che l'unico modo per la taratura dell'antenna è quello di ritornare al consolidato sistema di usare un balun 1:6 ed eventualmente 1:4 e collegare il tutto all'analizzatore con un cavo di lunghezza opportuna in relazione alla velocità stessa del cavo. A quel punto le misure saranno tanto più veritiere quanto più possibile sarà abbassare il ros. Alla fine il tutto si tradurrà probabilmente in un compromesso tra impedenza dell'antenna e perdite del balun per quella frequenza. In fondo, comunque, l'importante è raggiungere il risultato anche se per strade diverse da quelle che ci eravamo prefisse. Grazie e buoni DX. Carlo     


Offline rosco

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Re:Misurare l'impedenza di una Windom
« Risposta #13 il: 03 Marzo 2017, 16:29:27 »
Anche il cavo USB può influenzare la misura perché:
a) il balun è fatto male (cioè non oppone abbastanza impedenza alle correnti common mode alla frequenza in esame)

b) l'antenna è "affamata": in certe configurazioni (es. antenne molto asimmetriche o addirittura prive di un elemento come le end-fed) le correnti CM superano facilmente i choke;

queste le ho tutte :-( e le capisco pure ;-)

c) il terzo caso invece riguarda il fatto che oggetti inseriti nel near-field ne variano le caratteristiche anche se non sono elettricamente collegati con l'antenna (si pensi ad esempio a direttori e riflettori nelle Yagi-Uda).
Supponiamo che il balun sia perfetto.......

questo lo "temevo", ma pensavo/speravo si trattasse di dimensioni paragonabili alle lunghezze d'onda in questione, un metro di cavo non credevo influenzasse in questo "senso".


Bisogna tenere presente però che in quel tipo di antenne l'impedenza definitiva, per la stessa ragione, sarà data anche dalla presenza del cavo coassiale che le alimenta: pertanto non ha molto senso misurarle con un analizzatore remoto bluetooth e poi quando si ha finito collegargli un bel cavo coassiale per poterle usare con la radio, perché l'antenna non è più quella che si è misurata.

Nel mio caso il cavo sarebbe cortissimo, ma suppongo si possa estendere anche al solo apparato,  con relativo ME attaccato .......

Comunque credo la parte importante sia   quel tipo di antenne cioè "affamata".
Mi sa che mi toccherà darmi al dipolo, anche se più complicato da montare/smontare.

Grazie ed alle prossime.

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Offline falco

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Re:Misurare l'impedenza di una Windom
« Risposta #14 il: 10 Marzo 2017, 12:54:50 »
La differenza di toroide 4-1 o 6-1 e semplice...se montata a v invertita si usa 4-1 orizontale 6-1

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