Progetto originale di  Mike Dennis, G7FEK

Una interessante soluzione per spazi ridotti sia in altezza che in larghezza…. poco meno di 15 metri di lunghezza supporti di poco meno di 8 metri. Discesa su linea bilanciata ed un singolo contrappeso oppure una ottima connessione a terra

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se ben realizzata è possibile lavorare in 80, 40 e bande alte con buone caratteristiche in DX per il medio/basso angolo di radiazione. Richiede un minimo di lavoro di adattamento in base all’installazione ma i risultati non dovrebbero mancare . Non l’ho ancora realizzata ma conto di farlo entro il 2016.

Chi volesse provarci è il benvenuto!

 

il progetto originale è qui ->   G7FEK antenna

nb: come citato nel testo, con alcune modifiche ed un buon piano di terra, è possible addentrarsi anche in 160!

 

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Simulazione

 

Martin  G8JNJ ha analizzato a fondo il progetto con l’aiuto di EZNEC e prove sul campo ottenendo risultati diversi ma in parte comparabili

L’articolo merita una lettura

http://www.g8jnj.net/G7FEK%20antenna%20revisited.pdf

 

 

 

La “linea a scaletta” o “ladder line” o linea bilanciata è uno dei segreti nascosti nel felice impiego di antenne multibanda non risonanti.

In tempi remoti unica linea di trasmissione utilizzata in ambito radioamatoriale, è costituita da due conduttori paralleli mantenuti ad una distanza regolare da una struttura isolante spesso con con delle finestre da cui prende il nome. E’ analoga alle piattine a 300 ohm in uso negli impianti tv fino agli anni ’70.

L’impedenza è in funzione della distanza tra i conduttori e varia da 300 a 450 ohm (nei modelli commerciali) fino a 600 ohm ed oltre nei modelli autocostruiti

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Come suggerisce l’amico Richard WX2H utilizzando le clips chiudi sacchetto dell’Ikea (Bevara) o altre simili da almeno 10cm si realizzano ottimi distanziali per le linee bilanciate

Una interessante soluzione è anche quella suggerita da Leon  VK3VGA basata su tubetto da irgazione e fascette in pvc

A differenza di quanto si possa pensare, una linea bilanciata non crea perdite o dispersioni o peggio ancora interferenze anzi….. Non presenta i difetti tipici dei cavi coassiali e sostiene senza difficoltà linee di trasmissione con alti valori di ROS. Inoltre essendo per natura bilanciata eventuali correnti di modo comune tendono naturalmente ad annullarsi … a condizione che i due bracci siano di lunghezza esattamente identica e mantenuti alla corretta distanza da separatori posti a distanza regolare. Per applicazioni mobili o temporanee è preferibile utilizzare i modelli commerciali da 300 e 450 ohm, leggeri e semplici da installare e smontare al temine delle attività. Anche se può dare impressione opposta, spesso risolve anche problemi di TVI.. ma non sempre purtroppo!

In istallazioni fisse è invece preferibile costruirsi una vera linea bilanciata come quella a 600 ohm sopra rappresentata anche per un semplice dettaglio tecnico: non servono giunzioni tra antenna e linea di trasmissione. Ideale quindi per alimentare dipoli o loop consentendo anche attività su bande diverse da quella di risonanza ed in generale ogni qualvolta si abbia a che fare con antenne con impedenza diversa da quella ottimale e si vogliano evitare i problemi ed i difetti derivanti dall’accoppiamento tramite cavo coassiale ed accordatore.

Pregi: supporta alte potenze e alti livelli di ros, basse perdite, insensibilità alle condizioni atmosferiche, estrema leggerezza, si può costruire in casa, bilanciata per costruzione.

Difetti: deve essere dimensionata correttamente, non può essere stesa a contatto o troppo vicina a superfici metalliche o a muri (mantenerla ad almeno 10cm). Per entrare all’interno della stazione la si può far passare attraverso un telaio in legno (due semplici fori) mantenendo la distanza, oppur utilizzare due tratti di cavo coassiale, a cui connettere ogni braccio ai soli conduttori centrali, ed entrare utilizzando aperture esistenti, ricostruendo poi la linea prima di collegarsi al balun o accordatore.

I distanziali possono essere costruiti partendo da sezioni di tubo in pvc per impianti elettrici o da lastrine di legno o plexiglass. Esistono in commercio anche prodotti belli e pronti creati allo scopo.


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ecco

Come si può notare, in un  cavo coassiale (in alto) esiste uno sbilanciamento tra i flussi rf ed è alto il riscio di ritorni/rientri. Con una linea bilanciata (in basso) questo non avviene in quanto in due bracci in opposizione non lo consentono

schematizzo le principali differenze tra diversi tipi di conduttori RF

tipo pregi difetti principali impedenza perdite
RG-58 leggero, reperibile, flessibile,costo medio-basso alte perdite , qualità variabile 50 ohm 6.6
RG-213 di medio peso,reperibile, costo medio perdite medio-basse , mediamente rigido 50 ohm 4.8
linea 300ohm leggera, basse perdite sensibile all’umidita, scarsa tenuta in potenza, difficile reperibilità, costo medio-alto 300 ohm 0.55
linea 450ohm leggera, basse perdite, buona tenuta in potenza, scarsa sensibilità all’umidità reperibilità da scarsa a media, costo medio 450 ohm 0.45
linea 600ohm leggero, bassissime perdite, grande tenuta in potenza, scarsa sensibilità all’umidità,realizzabile insieme all’antenna con materiali comunemente disponibili autocostruzione 600 ohm 0.33

nb: perdite medie riferite a 100m di conduttore a 30mhz su linea correttamente terminata (fonte zs6hvb)

un esempio pratico nella sezione “antenne” -> all band doublet

per risolvere il problema dell’interfacciamento con una linea bilanciata esistono tre soluzioni per un agevole ingresso dei conduttori in stazione

  1. attraverso il telaio di una finestra in legno o pvc, praticando due fori paralleli a condizione di mantenere una distanza di sicurezza da materiali conduttori
  2. interrompere la linea in presenza di un muro o pannello di collegamento ed utilizzare quali conduttori temporanei di attraversamento due tratti paralleli di cavo coassiale (possibilmente da 10mm rg213 e simili e della stessa lunghezza), dei quali si useranno soltanto i conduttori centrali, per riprendere poi la linea bilanciata all’interno. I due schermi andranno collegati tra loro e messi a terrasol2
  3. la terza soluzione, che però influisce in maniera negativa sulla linea, è quella di connettere un balun in corrente 1:1 appena prima di entrare in stazione e proseguire con un cavo coassiale fino all’interno. Questa soluzione può far ricadere sul tratto di cavo alti livelli di ros che potrebbero in parte vanificare i benefici della linea bifilare.

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Sarebbe impossibile descrivere in maniera approfondita i pregi delle linee bilanciate in poche righe. Rimando quindi all’ottimo sito di Rick DJ0ip http://www.dj0ip.de/open-wire-fed-ant/ per ulteriori dettagli (purtroppo in lingua inglese)

M0DAD ha pubblicato una utile tabella con le caratteristiche costruttive (spaziatura conduttori) delle più comuni linee bilanciate in funzione del diametro del filo utilizzato (in realtà espresso in mm²).

La prima riga indica l’impedenza caratteristica.

300 Ω
400 Ω
500 Ω
600 Ω
8  mm²
  2.0cm
4.6cm
10.6cm
24.4cm
5 mm²
  1.6cm
3.6cm
8.4cm
19.3cm
3 mm²
  1.25cm
2.9cm
6.7cm
15.3cm
2 mm²
  1.0 cm
2.3cm
5.3cm
12.2cm
1,5 mm²
  0.80cm
1.8cm
4.2cm
9.6cm
0,8 mm²
  0.63cm
1.4cm
3.3cm
7.6cm
0,5 mm²
  0.50cm
1.1cm
2.6cm
6.1cm
0,3 mm²
  0.40cm
0.90cm
2.1cm
4.8cm

 

Liquid Electrical Tape, come dice il nome è un isolante in forma semiliquida che applicato alle connessioni, in poco tempo crea uno strato isolante e protettivo perfettamente adattato alla superficie nello spessore desiderato.

Esiste con altri nomi e formati ma sostanzialmente è lo stesso prodotto

Lo uso dove non sia possibile o pratico usare guaina termoretraibile e al posto del nastro in punti poco accessibili e dove sia necessario creare isolanti o guarnizioni ad hoc.

Dopo l’applicazione indurisce in pochi minuti e completa l’asciugatura in alcune ore.  Può essere applicato nello spessore desiderato e non secca nel tempo. Isola e sigilla e non serve nessuna altra protezione.

Non è un prodotto acrilico… nell’uso i solventi si sentono eccome… a parte questo, e forse proprio per questo, aderisce a qualsiasi materiale.

Lo si trova sia online che presso alcuni rivenditori specializzati in Italia anche nella linea PlastiDip, sostanzialmente simile.

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qualsiasi conduttore isolato o nudo può essere utilizzato quale materiale per la costruzione del radiatore, ovvero dell’antenna propriamente detta.

Dai normali cavi per impianti elettrici fino a materiali ultra specializzati realizzati con materiali esoterici

per uso mobile o in viaggio privilegiare la portabilità, quindi cavi da 0.2 a 0.5 mmq eventualmente fino a 1mmq se ingombro e pesi lo consentono. E’ sconsigliato l’uso di cavi sottili per cablaggi in quanto è facile danneggiarli anche con una semplice piega netta e non adatti ad un uso all’esterno.

Sono stati sviluppati casi speciali ad uso radiantistico, anche per impegni gravosi, realizzati in copperweld (anima in acciaio con “pelle” in rame) oppure in rame con rinforzo di fibre in kevlar. Sono estremamente leggeri e straordinariamente flessibili e robusti nonostante le ridotte dimensioni (0.3mmq e poco più di 1 mm di diametro). Il costo parte da circa 0,5 euro/m.

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Una alternativa a basso costo e basso impatto visivo, nel caso soprattutto di grandi dipoli (80,160) è rappresentato dal filo inox per saldatura. estremamente resistente nonostante il diametro di solo 0.8mm. E’ venduto in rocchetti da alcune centinaia di metri e si trova facilmente in ferramenta. Ottimo anche per radiali

 

 

per esperienza ho standardizzato in :

VHF/UHF/SHF

M&P Hyperflex10 –  Fisso e Portatile (10mm)


caratteristiche   MP Hyperflex 10    


HF

M&P Ultraflex 7 (7mm) Fisso e Portatile

RG223 (5mm) cablaggi e usi secondari


caratteristiche  M&P Ultraflex 7

caratteristiche  RG223

 


Dielettrico Teflon©  

142b

RG-316 – per cablaggi e balun media  potenza (2.5mm)

RG-178 – in alternativa al 316 (1.8mm)

RG-142 – per  cablaggi e balun alta potenza (5mm) e attività QRP


caratteristiche  RG178B-U   RG316-U  RG142B-U


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per una panoramica ampia sui cavi coassiali

 

La EFHW, da non confondersi con le cosiddette longwire o random wire o fantomatiche verticali, tutte caratterizzate da un UN-UN (non Balun!) con rapporto di trasformazione 9:1, è una antenna risonante mono o multibanda che a parità di installazione ha le stesse caratteristiche e prestazioni di un tradizionale dipolo a mezz’onda con la praticità di poter disporre del punto di alimentazione vicino alla stazione e non al centro. L’impedenza sale ad un valore compreso tra 2500 e 3200 ohm che va quindi  adattata alla discesa a 50 ohm verso l’RTX.

Per le antenne monobanda si una una cella LC adeguata alla frequenza ed alla potenza in uso e, a differenza delle monobanda, è possibile utilizzare toroidi in polvere di ferro, essendo richiesti valori di induttanza decisamente inferiori. Le endfed monobanda possono anche essere realizzate senza toroidi….anzi sarebbe preferibile…. ne riparleremo in una pagina dedicata……

Per le multibanda va usato un trasformatore con un rapporto di poco più di a 60:1 (64:1 per la precisione) realizzato su nucleo toroidale in ferrite, tipicamente di Mix 43

Compatibilmente con  le caratteristiche dei materiali è possibile realizzare endfed su qualsiasi banda radioamatoriale.Le versioni multibanda risuonano, se correttamente realizzate sulla frequenza per cui è stato tagliato il radiatore mezz’onda e su tutte le armoniche pari superiori sempre SENZA MAI utilizzare un accordatore interno o esterno. Quindi con un filo di circa 21m possiamo operare dai 40 ai 10 metri senza utilizzare un accordatore. Normalmente le WARC non sono comprese, a meno di ridurre la lunghezza del radiatore a poco più di 14 metri. E’ anche possibile, con un radiatore di circa 41m, estendere la copertura fino agli 80m, a patto di utilizzare un toroide con un mix -43 e consentire in taluni casi l’operatività diretta in 30m pur tagliando fuori i 10m. Volendo scendere in 160, oltre ad un radiatore da circa 80M, serve un trasformatore differente con un avvolgimento da 7+7+7 singoli e 3 bifilari per ottenere una maggior induttanza.

Non servono radiali, contrappesi o messe a terra. Solo nel caso di installazioni molto basse e sugli 80m, un contrappeso di 4m collegato direttamente alla massa lato 50 ohm può aiutare a meglio adattare l’impedenza

Le misure sono quelle di base. E’ possibile che in talune configurazioni di montaggio serva allungare o accorciare il radiatore per un adattamento ottimale.

Non è mai consigliato utilizzare la o le bande inferiori a quella per cui il filo è tagliato. E’ possibile montarla orizzontale, a V invertita, a L invertita, a piacere (o quasi). servirà eventualmente correggerne la lunghezza. E’ consigliabile quindi lasciare un codino di circa 50-60cm con con cui gestire eventuali adattamenti “al volo” in uso portatile. L’altezza da terra ideale è la stessa di un dipolo tradizionale, ma con un palo in vtr da 10m si riescono a gestire tutte le situazioni.

    • L’avvolgimento del trasformatore  ha un rapporto di 16:2 quindi 8 il cui quadrato è 64 ovvero il rapporto reale di trasformazione dell’oggetto
    • Per una copertura completa fino a 40M e fino agli 80 serve un toroide con mix -43. Per ottimizzarlo sulle bande alte (escludendo di fatto i 40m, utilizzare un tipo -61
    • Mai utilizzare toroidi in polveri di ferro (quelli colorati per intenderci), soltanto ferrite mix -43 o -61

fino a poco meno di 100w PEP  è possibile utilizzare un FT140-43 (vedi foto) con avvolgimento in filo smaltato da 1 a 1.5 mm

Per potenze fino a 250w va utilizzato un FT240-43 o FT290-43 e filo di diametro superiore. Dai 300w in su è necessario accoppiare due nuclei (sovrapposti). Se disponibili, in alternativa al 290 di un FT340-43 rigorosamente con filo isolato in teflon.

Una sfida interessante!

 

 

Non utilizzare l’accordatore per frequenze ove non ci sia risonanza oppure per compensare impedenze non adattate. Ottimizzare sempre il radiatore facendo anche attenzione all’accuratezza dell’avvolgimento del trasformatore. Pur essendo una antenna decisamente “pulita”, è sempre opportuno inserire un choke all’uscita 50 ohm.

Detto …… Fatto….. con poco più di 20m di radiatore copre 6 – 40M, se si riduce a poco più di 14m utilizzabile perfettamente in 30M. Si può installare esattamente come un dipolo, quindi orizzontale, a V invertita o slooping. Se non si può mantenere orizzontale ad almeno 10 metri, preferibile V invertita o slooping anche usando un supporto leggero in vetroresina. E’ possibile, a partire dalla versione per i 40m, migliorare l’adattamento in 10M inserendo un condensatore da 150PF 3KV in parallelo al connettore 50 ohm, ma è opzionale

troppo ingombrante? nessun problema….. eccola in versione tascabile

Grazie per l’ispirazione a PI4TIL PA1SSB AA5TB N4SPP

riferimenti utili:

(N4SPP) https://www.nonstopsystems.com/radio/frank_radio_antenna_multiband_end-fed.htm

(AA5TB) http://www.aa5tb.com/efha.html

Antenna Endfed mezz’onda – 160 – 80M – FT240-43 

radiatore 80 (160-40) o 40 metri (80-40) avvolgimento rivestito in teflon / 150W 

Per 160/80 utilizzare un rapporto primario/secondario 32:4 ,possibilità di operare anche in 40 seppur non in maniera ottimale

Se la top band non è richiesta è possibile ridurre a 24:3 garantendo buone prestazioni in 40

E’ possibile aumentare la tenuta in potenza fino a 250/300w utilizzando due toroidi in parallelo fissati tra loro con colla a caldo.

Potrebbe però essere necessario rivedere l’avvolgimento causa la maggiore induttanza di questa configurazione. Un analizzatore di antenna è di estrema utilità

EFHW low bands

versione 160M completata. filo isolato in teflon su FT240-43

Pur essendo una antenna decisamente “pulita”, è sempre opportuno inserire un choke all’uscita 50 ohm. Anche in questo caso non è necessario utilizzare radiali. Soltanto nel caso di installazione decisamente bassa, per meglio adattare i 160 può essere utile collegare un contrappeso realizzato con un tratto di filo da 8m, da adattare poi in sede di misura, direttamente al morsetto  appositamente predisposto o al connettore di uscita.

Grazie per l’ispirazione a PI4TIL PA1SSB AA5TB