***** LAVORI IN CORSO *****

sono riuscito a mettere le mani su di una Barrett 910 imballata e mai usata…. quasi un miracolo

per chi non la conosce

   

è una antenna HF veicolare sviluppata in Australia e pensata per l’utilizzo nelle condizioni climatiche ed ambientali peggiori. In realtà è parte di un sistema completo che comprende apparati hf veicolari e molti accessori. Si fissa al telaio/supporto con una vite da 13mm. L’attacco stilo non è lo standard 3/8 ma è facilmente adattabile.

la costruzione ed i materiali usati sono di alta qualità

L’antenna è divisa in due parti: la base e lo stilo

la base, la più appariscente, contiene un adattatore automatico in grado di portare le caratteristiche dello stilo ad un livello utilizzabile dall’apparato. In parole semplici adatta l’impedenza dello stilo che può avere lunghezza variabile da 2 a 6 metri ad un livello prossimo ai 50 ohm graditi dall’apparato. Lavora dai 2 (in realtà 1.8) Mhz fino ai 30. E’ presente un preamplificatore in ricezione, che viene disattivato in trasmissione

E’ ottimizzata per stili relativamente corti e si è scelto l’approccio dell’induttore binario (13 induttanze singole avvolte in aria)  abbinato ad un trasformatore di adattamento in linea di trasmissione a rapporti multipli: 2:1, 3:2 e 1:1. All’inizio del processo di adattamento l’antenna è essenzialmente capacitiva. La prima fase prevede l’annullamento della capacità intervenendo sull’induttanza. infine si procede all’adattamento finale con il trasformatore ed eventualmente un ulteriore affinamento lato induttanza. Come si nota dallo schema, l’adattamento è realizzato con soli induttori, quindi si presume l’utilizzo di radiatori più corti di 1/4L

Non esistono all’interno parti in movimento e gli induttori sono tutti avvolti in aria. Teoricamente è possibile adattare lo stilo su qualsiasi frequenza con un SWR massimo di 2:1… Naturalmente il tutto è in funzione della qualità della terra/massa/contrappeso che riusciamo a fornire

Il cablaggio esterno è ridotto al minimo: RF e alimentazione/controllo. Quest’ultimo è un quadripolare su connettore Molex:

  1. rosso -> +12v
  2. nero ->  massa
  3. bianco -> ricezione/attivazione preamplificatore
  4. blu -> segnalazione di fine adattamento

è possibile utilizzarla collegando solo alimentazione ed RF. i fili blu e bianco DEVONO essere isolati.

il cavo è corto ma normalmente è in dotazione una prolunga terminata con un PL259 di alta qualità e i quattro fili di controllo non terminati. E’ necessario un choke sulla discesa ed è pratico inserirlo tra il breve cavo in uscita e la prolunga

E’ facilmente adattabile anche agli apparati radioamatoriali :  è sufficiente inserire un pulsante normalmente chiuso sul positivo di alimentazione dell’antenna con il quale interrompere per un attimo l’alimentazione appena prima di inviare 15/20w in cw o rtty ed il processo di accordo si avvia. Al termine, se l’adattamento è andato a buon fine, si ottiene un swr inferiore a 2:1. NON utilizzare MAI l’accordatore dell’apparato per ridurre l’SWR finale. L’ATU interno va SEMPRE disattivato

E’ anche possibile utilizzare una antenna ibrida, ovvero uno stilo più una prolunga filare per migliorare l’efficienza sotto i 40 metri. oppure integrare lo stilo con un cappello capacitivo rigido o filare.


L’idea è quella verificare come si comporta in installazioni fisse o semifisse

con un radiatore verticale oppure ibrido (stilo + filare)


Per portare all’esterno l’alimentazione ho inserito sulla discesa due power injector (bias tee). Sono facili da realizzare ma avendo sottomano un paio di MFJ-4117 inutilizzati, ho optato per questi. tra l’altro dispongono di un pratico comando on/off necessario per avviare il processo di adattamento

la prima idea (  bozza non in scala)

il corpo antenna è sollevato dal suolo di  40cm con un supporto isolato dal terreno. lo stilo è lungo circa 300cm (3 metri); a 20 cm dal vertice si collega ad un paio di elementi disposti a circa 40° e lunghi 150cm a formare una qual forma di cappello capacitivo. In uscita, a valle del bias-tee (qui usato come estrattore di dc), un choke w2du realizzato con 70 perline fb73-2401 su rg-142. La separazione tra rf e alimentazione avviene all’interno di una scatola stagna da impianti elettrici; per maggior sicurezza ho inserito un fusibile autoresettabile ed un choke sull’alimentazione realizzato avvolgendo un normale cavo rosso e nero in un BN43-7051. (immagini a breve). In stazione, raggiunta con 15 metri di M&P Ultraflex7, ho inserito un alimentatore dedicato alla Barret con fusibile autoresettabile.

Tornando all’esterno, alla base fanno capo per ora 6 radiali risonanti e sollevati dal terreno (anche se molto meno dell’altezza ottimale): nr. 2 lunghi 20 metri (circa), nr. 2 lunghi poco più di 10 metri, nr. 1 lungo 7 metri ed uno da 5 metri. La combinazione tra carico capacitivo e dei radiali consente una accettabile efficienza tra i 40 ed i 20m. Gli 80 metri sono lavorabili con prestazioni ridotte. i 17 sono al limite ma consentono comunque l’attività DX. nb: è possibile preadattare i radiali, se usati in coppia, creando dei dipoli da ottimizzare sulla banda in uso. i due bracci dei dipoli diventeranno poi i radiali da installare, a coppie, a 180 gradi tra loro. I radiali per 20 e 30 metri saranno in futuro raddoppiati.

In seguito ho aggiunto un terzo elemento come cappello capacitivo, che ora presenta un radiatore ogni 120 gradi. le estremità degli elementi di carico sono isolate e fissate ad un proprio sostegno con monofilo di nylon. L’inserimento del carico capacitivo preclude l’uso in 10m e lo rende non ottimale in 15. I 17 si salvano per poco…….. Lavorando sulle lunghezze si potrebbe migliorare il tutto.

Nb: Se non c’è spazio per i due radiali 80M, esiste una soluzione alternativa anche se controversa…. ma da sperimentare. E’ cioè possibile realizzarli in versione coassiale accorciata dal fattore di velocità. Usando Rg58 o altro cavo con isolamento in pvc, calcolare il quarto d’onda in 80M, diviso 4 / moltiplicato .66 e si ottiene la lunghezza effettiva del radiale accorciato. esempio : 300000/3550/4 -> 21.13M * .66 =  13.95 metri. circa sei metri in meno per lato…. meglio di niente. in 40 ogni radiale diventa di circa 7 metri. l’estremità lontana va chiusa in cortocircuito. La connessione al comune di massa può essere effettuata sia con il centrale che con lo schermo. Non tutti sono concordi con questa soluzione, ma funziona. I radiali possono essere disposti anche in maniera non perfettamente lineare, visto che pur essendo risonanti, non sono molto alti sul terreno.


Primi risultati extraeuropei con max. 70w/CW (da febbraio 2018):

(80M) : 4K, P3, S01, R8, PJ4, VU2, W1

(40M) : VA2, PZ5, KM7

(30M) : TZ4

(20M) :  8P, XQ6, PV8

(17M) : PZ5

ora è solo necessario ottimizzare e migliorare. nuove immagini a breve


Brochure originale

 

Dedicato al suo inventore, Walt Maxwell, W2DU (SK)

Come nasce il W2DU o Maxwell Choke? Durante lo sviluppo dei satelliti Tiros, alla divisione Astro-Electronics della RCA si rese necessario misurare le caratteristiche del sistema di antenna anche sotto stress da interferenze o campi elettromagnetici provenienti dall’esterno che si abbattevano sullo schermo dei cavi coassiali di alimentazione. Per isolare quindi il segnale presente sulla linea di trasmissione da quello che scorreva sullo schermo, distorcendo lo spettro emesso e rendendo estremamente difficili se non addirittura impossibili le misure sul satellite in prova si progettò un choke dedicato. Il primo esperimento fu con anelli di ferrite di mix 43 ogni 1/4 d’onda sul cavo coassiale. Operando in V e UHF fu di fatto realizzato un oggetto simile a quelli che utilizziamo oggi, perfezionato ed ottimizzato nel tempo ad uso amatoriale. Per un funzionamento ottimale è necessario avere una impedenza esterna di almeno 10 volte superiore a quella della linea di trasmissione. Test successivi dimostrarono che sulle bande basse questo valore è troppo basso e servono almeno 1000 ohm per garantire un buon controllo delle CMC. Il materiale utilizzato è tipicamente Ferrite di mix 43 , 73 o 31. Il numero di elementi da inserire su di un tratto di cavo coassiale varia 25 a 50 in funzione del mix e delle frequenze da curare.

Il W2DU va in quella direzione, pensando in particolare al centrale di un dipolo o windom, senza dover ricorrere a pesanti e ingombranti toroidi. Si compone di elementi (tubetti) in ferrite in numero variabile infilat su un tratto di cavo coassiale il più vicino possibile al punto di alimentazione dell’antenna. Il peso aggiunto va a gravare sul connettore, quindi è opportuno alleggerirne lo sforzo con una spira ad anello intorno al centrale oppure un cordino di sostegno. Naturalmente si realizza utilizzando materiale in ferrite specifico per la riduzione di EMI e disturbi, il tipico mix 31 o simile, molto usato anche nelle clip che troviamo sui cavi di monitor e PC. In realtà parlare di Mix31 è limitativo, in quanto la varietà di materiali disponibili permette di realizzare versioni diverse ottimizzate per una o più bande. A parte la miscela, è necessario scegliere un prodotto che abbia il diametro centrale il più possibile compatibile con la guaina del cavo coassiale utilizzato. tipicamente 6.3mm per RG142 o 400 (i più usati) oppure rg-223 o 58.


Scelta delle ferriti

I Mix 31 e 73 sono i più adatti. il 31 per uso generale, il 73 è preferibile sulle bande basse

(fonte Fair-Rite)


AGGIORNAMENTO (02/2020)

provati nuovi materiali per la versione bande basse

70 perline in ferrite Ferroxcube TN10/6/4-3E25, ognuna delle quali ha un Al 2250 e un ui 5500 (decisamente superiori alle altre soluzioni disponibili sul mercato).

a parità di dimensione si ottengono capacità di choke decisamente superiori

 


 

esempio pratico: Choke W2DU ottimizzato per le bande basse ma utilizzabile anche in 40 e 30.

Ho scelto i con tubetti/manicotti in ferrite LFB095051 aventi caratteristiche simili al Mix31, quindi ottimi per 80 e 160. In alternativa ottimi anche i 33rh14, con simili caratteristiche e meccaniche e magnetiche.

La combinazione di almeno 20 elementi (fino a 30) elementi su circa 80cm di RG-142, cavo professionale da 5mm con dielettrico in teflon e grandi tenute in potenza (oltre 4kw in HF), ha consentito di realizzare un choke estremamente valido sulle bande basse, le più difficili da controllare, e con ottime caratteristiche fino almeno ai 40 metri. Per garantire un funzionamento ottimale, un choke deve esibire una impedenza di almeno 1Kohm su tutte le bande, con valori almeno doppi o tripli sulle bande basse, più difficili da controllare. E’ anche possibile usare una combinazione di materiali diversi per ottenere una estensione dei benefici. Il choke ovviamente irrigidisce il cavo. Volendo mantenere un minimo di flessibilità è possibile suddividere le ferriti in due otre blocchi separati tra loro da una decina di cm di spazio libero, per rendere più agevole l’eventuale movimento.

Il rivestimento esterno protettivo è in guaina termoretraibile e così realizzato è in grado di far transitare oltre 1Kw in HF. In funzione anche della qualità dei connettori usati e del loro montaggio.

In alternativa è possibile realizzare la versione originale di W2DU che prevede l’uso di 50 elementi FB73-2401 (detti anche ‘perline in ferrite’ con un  µi  2500 )inseriti su cavo RG-303 o RG-142 o RG-400 in teflon

W2DU secondo i dettami originali: 50 perline FB73-2401  su RG-142. semplice e compatto e altissima tenuta in potenza anche con SWR non ottimale (in fase di assemblaggio finale)

FB73-2401

Tale configurazione è adattissima alle hf ed estremamente compatta, poco meno di 40 centimetri compresi i due connettori. In base alla disponibilità di uno o dell’altro componente in ferrite si può scegliere la versione più adatta. Teoricamente è possibile utilizzare anche RG-223 o RG-58 ma le tolleranze di costruzione potrebbero rendere difficoltoso inserirvi le perline. Spezzoni di cavo in teflon si trovano facilmente su ebay o a fiere e mercatini a basso costo.

Così configurati, i valori medi sono di impedenza sono: circa 900 ohm a frequenze inferiori a 2 mhz (160M) e intorno ai 1000 ohm in 40 ed 80 metri. Sulle bande alte i valori si riducono a causa della diversa risposta del materiale magnetico. Unendo anche materiali più adatti, è possibile salire fino ai 10 metri con ottimi risultati, ad esempio il CST9.5/5.1/15-3S4 di Ferroxcube

La risposta è ovviamente ampia e le perdite di inserimento praticamente inesistente. Da non dimenticare i benefici anche in ricezione, in particolare nel caso in cui vi siano fonti di RF nelle vicinanze o intrusioni di broadcasting

La potenza di transito è sempre stimata e dipende dalle condizioni della linea di trasmissione


utilizzando LFB095051 sono necessari almeno 30 elementi per un choke che dia buoni risultati anche sulle bande basse

w2du-2

in costruzione con LFB095051


w2du1 w2du2 w2du3


 choke W2DU,  assemblati con RG-142

in alto versione leggera con 20x FB73-2401, al centro versione standard 50 x FB73-2401, in basso con  26 x LFB095051

info materiali : LFB095051-000   / Amidon FB


Grazie per l’ispirazione a Jerry W2FMI (sk) e  Rick DJ0IP

si tratta di componenti ferromagnetici realizzati con una miscela di materiali genericamente definiti “ferriti”. da non confondersi con i similari in polvere di ferro solitamente identificati da colori variabili, non adatti a questo scopo. La forma tipica è quella a toroide, ma esistono anche in tubetti, clip, perline e blocchetti binoculari. Il colore è solitamente grigio scuro in tonalità varibile in base al produttore. In alcuni casi sono disponibili in versioni tendente al verde o all’azzurro.

Per avere quello corretto è necessario affidarsi ad un rivenditore affidabile oppure procedere con la seguente misura

  1. avvolgere una spira di filo di rame sul toroide
  2. misurare l’induttanza rilevata
  3. utilizzando le tabelle del costruttore oppure appositi sw (miniring core calculator) cercare la miscela che a parità di dimensione dà quel valore.a titolo di esempio (per una spira):
  4. FT240-43 -> 930nH,
  5. FT240-77 -> 2.725uH
  6. FT240-61 -> 161nH
  7. FT140-43 ->760nH

come si nota l’induttanza è in funzione del mix e della dimensione del toroide

i nuclei in ferrite sono identificati dalla sigla FT seguita dal diametro in pollici e dal mix

(es. FT240-43 ferrite mix 43 diametro 2.4 pollici – poco più 6 centimetri) La lettera A accanto alla misura indica altezza doppia, equivalente a sovrapporre due nuclei normali

tnx: Palomar Engineering

come si può notare il tipo 31 è il più adatto per un uso ad ampio spettro.

Sono realizzate con mix le clip anti-disturbo utilizzate normalmente su PC, monitor ed accessori informatici

Il tipo 77 è più specializzato ed adatto soprattutto alle band basse

Il tipo 43 è intermedio e dà il meglio di sè fino ai 40 metri con uso saltuario in 80

Il tipo 61 è adatto alle bande più alte fino ai 20 metri

il segreto è ottenere l’impedenza più alta alla frequenza più bassa, o almeno a quella che ci interessa di più

toro

 

 

 

 

Datasheet materiali in ferrite

 

 

Materiali a base di ferrite
(Amidon© / FairRite© / Laird© / Ferroxcube© ):

m31

m43

7051

Fair-Rite BN43-7051

 

 

 

 

 

initial permeability ui=850. 28.7mm x  28.7mm x 14.25mm, fori 6.35mm,

m61


Nuovo materiale per W2DU su coassiali 5mm

( RG-142/400/223/58)
Ferroxcube TN10/6/4-3E25 


 

FB73-2401 (standard per W2DU)

Permeability 2500 Amidon FB

LFB095051 (per W2DU )

initial permeability:  5000, 9.5mm x 19 foro 5.1mm

 LFB095051-000

nuc

 

 

 

 

 

CST9,5/5.1/15-3S4 (per W2DU)

initial permeability: 1700, 9.5mm x  15mm foro 5.1mm

ferroxcube


Materiali in polvere di ferro:

normalmente non utilizzati

corefe