Balun Guanella…. parliamone

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Balun Guanella, balun in corrente, bla bla bla tutti ne parlano.

Senza entrare troppo nel teorico cerchiamo di capirne di più per sfruttarlo al meglio e quando veramente è necessario impiegarlo. George Guanella nel 1944 teorizzò la realizzazione di trasformatori avvolti in linea di trasmissione, per ottenere anche l’effetto di “strozzare” (choke) le correnti di modo comune. Il tutto è stato ripreso ed ampliato in seguito da Jerry Sevick W2FMI (SK)

L’elemento di base da cui partire è il Trasformatore a Linea di Trasmissione (Transmission Line Transformer o TLT all’inglese) che Guanella definì “Bulding Block” con rapporto 1:1

Il TLT trasferisce l’energia tra il suo ingresso e l’uscita attraverso una linea di trasmissione e non tramite flusso magnetico come avviene nei trasformatori tradizionali. Per questo motivo il TLT ha una maggiore larghezza di banda ed una efficienza maggiore rispetto ad altre soluzioni. Utilizzando un nucleo di materiale adeguato e opportunamente dimensionato e con una impedenza di linea prossima ai 100 ohm, è possibile ottenere bande passanti di circa 100 Mhz ed alte efficienze di oltre il 90% per rapporti di trasformazione compresi tra 1:2 e 1:16. Inoltre, per le caratteristiche di efficace trasformatore di isolamento, è possibile convertire un balun in un-un con un riferimento a massa anzichè flottante.

Guanella Bulding Block

E’ realizzato avvolgendo una linea bifilare (due conduttori affiancati isolati o smaltati) o coassiale su di un nucleo in ferrite (non in polveri di ferro). Questo tipo di costruzione permette di ottenere una banda passante molto estesa ma soltanto per un numero molto limitato e finiti di rapporti di trasformazione. L’elemento di base è da considerare a tutti gli effetti un trasformatore 1:1. Il trasformatore è bilanciato per costruzione e rimane tale se i due capi rimangono flottanti rispetto a massa

Tipicamente è possibile ottenere i valori di 1:1 , 1:4, 1:9, 1:16 e con qualche “trucco” 1:6 e 1:12. Il tipo di materiale utilizzato come supporto influisce sia sull’induttanza che sul fattore di merito (o “Q”). La  scelta del corretto mix nel toroide è fondamentale per ottimizzare la risposta nella banda di maggior interesse.

trasformatore 1:4

Una linea bifilare realizzata con due conduttori isolati  paralleli ed affiancati, sullo stile della classica piattina bicolore rossa e nera con una sezione di circa 0.5mmq ha una impedenza di 100 ohm. L’elemento di base avvolto di cui si è parlato sopra ha quindi una impedenza tipica di base di 100 ohm. Utilizzando un cavo coassiale anzichè una linea bifilare, l’impedenza sarà quella tipica del conduttore ( 50 o 75 ohm). Variando la spaziatura tra i conduttori bifilari è possibile aumentare l’impedenza a 100 e 200 ohm. Oltre pur essendo possibile, diventa di difficile realizzazione meccanica. La soluzione più comune utilizzata per spaziare i conduttori è inserirli in un tubetto di silicone o teflon di diametro variabile, in quanto la distanza critica è quella tra il centro dei conduttori, non quella tra le guaine. La formula per calcolar ela separazione in funzione dell’impedenza è

dove D è la distanza tra i conduttori , d il diametro degli stessi,  Z è l’impedenza della linea, Z0 è la costante dell’impedenza in aria (circa 377 Ω), εr è la costante dielettrica (tipica 1.00054).

In condizioni normali la separazione D è superiore al diametro del conduttore d quindi risulta più pratico utilizzare le seguente

infatti con una separazione di 3mm ed un diametro di 1 mm si ottiene una linea prossima ai 200 ohm desiderati

Normalmente la spaziatura si regola infilando i conduttori in tubetti di teflon o silicone di diametro esterno opportuno. Utilizzando filo di rame smaltato anziche isolato e mantenendo i conduttori accostati, si ottiene una linea di trasmissione di impedenza prossima ai 50 ohm. Quindi un choke 1:1 per linea a 50 ohm si può ottenere sia avvolgendo cavo coassiale su un toroide che utilizzando un bifilare in rame smaltato. In entrambi i casi nel caso di installazione al’aperto ricordarsi contenitore e connessioni stagne!

 


Gli elementi di base sono quindi un trasformatore in linea di trasmissione (1:1 per semplicità) con un valore di impedenza noto (tipicamente da 100 a 200 ohm). Il trasformatore avvolto con cavo coassiale o filo nudo è il classico choke in corrente, di cui si è già discusso. Realizzato come sopra indicato, il trasformatore oltre ad annullare o ridurre le correnti di modo comune e avere una ampia banda passante, compatibilmente con il materiale utilizzato, non crea eccessive saturazioni nei nuclei magnetici, che in ogni caso devono comunque essere opportunamente dimensionati.

Un trasformatore in corrente realizzato con il metodo Guanella combina due o più “moduli” per ottenere il rapporto di trasformazione di impedenza desiderato.

Basiamo il ragionamento sul singolo elemento bifilare da 100 ohm avolto con cavo isolato

  1. collegando due trasformatori con primario e secondario in parallelo (100 + 100 ohm ovvero 50 ohm) ottenendo quindi un classico 1:1

    Guanella 1:1
  2. collegando due trasformatori con il primario in parallelo (100 + 100 ohm ovvero 50 ohm) e secondario in serie (100 + 100 ohm ovvero 200 ohm) si ottiene 50/200 quindi 1:4

    Guanella 1:4

Con la linea a 100 ohm e ragionando su di una impedenza tipica di 50 ohm le combinazioni terminano, a meno di non dover lavorare su valori intermedi. Per rapporti di trasformazione superiori è necessario aumentare l’impedenza del trasformatore di base.

  1. per realizzare un trasformatore 1:9 necessario ad adattare una linea da 450 ohm ad una da 50 ohm servono tre nuclei di impedenza 150 ohm cablati con primari in parallelo (50 ohm) e secondari in serie (450 ohm). Come detto sopra la linea a 150 ohm si ottiene spaziando i conduttori di circa 1.8 mm.

    guanella 1:9

Per valori ancora superiori l’impedenza va ulteriormente aumentata. Per un 1:16 servono 4 nuclei con impedenza di 200 ohm (circa 3mm di separazione) sempre connessi primario parallelo (50) secondario serie (800)

Come si vede le combinazioni non sono infinite e dipendono da scelte anche meccaniche e di progetto.


Combinando i singoli elementi in modo particolare è possibile avere rapporti diversamente non ottenibili. Ad esempio combinando due trasformatori 1:4 collegati in modo incrociati si ottiene un trasformatore 1:6 (50->300)

guanella 1:6

Altra soluzione per valori particolari possono essere realizzati soltanto con trasformatori composti da un elemento in tensione oppure di tipo un-un ed un elemento guanella in corrente (1:1 o 1:4) oppure con particolari configurazioni

ad esempio :

il 1:6 può anche essere realizzato combinando  un 1:4 guanella con un-un 1.56:1

il 1:12 è un 1:9 guanella accoppiato con un un-un 1.33:1 settifilare (brutta definizione per un avvolgimento realizzato con sette conduttori paralleli)

1:12 composito
1:12 commerciale

altri valori possono essere ottenuti anche sfruttando prese intermedie sugli avvolgimenti oppure convertendo un balun in un-un (esempio un trifilare 1:2.25)

1:2.25

I trasformatori di tipo guanella per definizione sono realizzati per un unico rapporto di trasformazione. L’unica combinazione che consente di ottenere un doppio valore è il caso dell’1:4 che con la trasformazione del secondario da serie a parallelo, si trasforma magicamente in 1:1. E’ una soluzione usata spesso per basse potenze per la cui realizzazione serve soltanto un commutatore doppio adeguato. In questa configurazione e per potenze sotto i 100w è possibile utilizzare nuclei di dimensione ridotta (misura 82 o 100) o meglio ancora binoculari.

doppio 1:4 e 1:1 in posizione 1:4

Nel caso di impiego in un balun, il secondario diventa sbilanciato e non più flottante. Nonostante la realizzazione in corrente, in casi particolari (windom ad esempio) potrebbero verificarsi dei disadattamenti per la formazioni di correnti di modo comune provocate dalla massa sul secondario. In queste situazioni si rende necessario combinare il balun primario con un secondo elemento sempre in corrente questa volta di tipo 1:1 e che per ragioni meccaniche potrebbe essere un W2DU oppure il classico coassiale avvolto su toroide.

Un balun Guanella 1:4  può essere realizzato sia su uno che su due toroidi. Si risparmia un elemento magnetico ma:

  •  si creano di correnti di modo comune, riducendo la capacità di choking del balun stesso
  • funziona correttamente solo se il carico è perfettamente flottante e totalmente isolato e indipendente da terra

Quindi scegliere sempre la soluzione a doppio nucleo, nonostante l’apparente complessità costruttiva, e contrariamente a quanto si vede sempre più spesso pubblicato online o sui siti di produttori. Le uniche configurazioni mono toroidi sono i choke 1:1 a 50 ohm!

1:4 singolo toroide
1:4 doppio toroide

 

Il numero di spire dell’avvolgimento influenza l’induttanza totale, in funzione della miscela di materiali utilizzati nel nucleo. tipicamente si utilizzano da 8 a 12 spire.

La miscela di ferrite di tipo -61 è ottimizzata per le frequenze più alte e la -43 per quelle più basse. La -31 è da utilizzare solo per choke RF 1:1. una soluzione suggerita anche da Sevick è la -K, che è difficile da reperire. La dimensione del nucleo influenza  le caratteristiche magnetiche ma nell’uso pratico è da valutare in funzione della potenza di transito. La dimensione massima reperibile è la 240 (61mm di diametro), anche se per alcuni mix sono disponibili la 290 (74mm) e la 340 (86mm). Per sicurezza è possibile accoppiare più nuclei (normalmente due) da incollare con colla a caldo o resine. Si ha certamente una variazione delle caratteristiche magnetiche ma la tenuta in potenza aumenta in modo esponenziale così come la dissipazione del calore. Non vi sono particolari rischi di saturazione del nucleo nella configurazione Guanella.

ad esempio riporto la costruzione passo passo di un 1:9
http://www.qsl.net/kh6grt/page4/balun/balun.htm

 

c’è da divertirsi….


biografia:

dipolo incrociato multibanda

*** LAVORI IN CORSO ***

Partendo dall’idea iniziale di N6VNG che progettò una antenna dual band (40 e 20) a v invertito per applicazioni NVIS ho provato a simularne una analoga più indirizzata verso la normale operatività a medio-lunga distanza

Ho cercato come sempre di ottimizzare la portatilità e, scomponendo un dipolo linked a V invertita è uscito quanto segue :

  • espandere il concetto di bibanda mantenendo la struttura meccanica cross
  • mantenere il cablaggio tra i bracci come nllo schema originale
  • garantire il sostegno meccanico del palo con i dipoli
  • nessun accorciamento elettrico dei bracci
  • partendo dalla soluzione base 40M/20M è possibile tramite link usare anche le bande superiori. E’  necessario ripartirle tra i bracci in base alla probabilità di uso (17/20/30/40)
  • Calcolare per 7 e 9 metri da terra

i due lati vengono nominati “corto” e “lungo” in base alla quantità di rame presente. La lunghezza totale dei due bracci incluse le corde è di fatto la stessa (pochi cm di differenza non incidono e possono essere recuperati lavorando sulle corde)

  • braccio “corto” (20M e 30M ) a 9 metri
    braccio “corto” (20M e 30M ) a 7 metri
    braccio “lungo” (40M – 17M) a 9 metri
    braccio “lungo” (40M – 17M) a 7 metri

     

  • Un interessante esercizio è ipotizzare un uso in 80m. Mi sono limitato al braccio “lungo”. Qui l’altezza minima da terra è 10 metri e lo spazio occupato è di circa 17 metri per ogni lato.
  • Braccio 40 metri

    Braccio 80 metri

E sempre possibile combinare anche altre misure (80/30 e 20/40)  sfruttando la tecnica dei  links

Un choke o balun 1:1 è sempre raccomandato, in particolare scendendo sotto i 40 metri

 

 

 

micro choke per attività portatile

sfuttando quattro tubetti di mix 31 e una rimanenza di RG-178 ho realizzato un micro choke tascabile per basse potenze (fino a 50w). in totale sono state avvolte 6 spire

le misure sono interessanti e decisamente migliori di altre soluzioni basate su materiali simili

nb: il cavo supporta potenze decisamente superiori, ma in questa applicazione è meglio non esagerare

 

ecco le misure di impedenza di choke. NON è la risposta del choke ma la rappresentazione della capacità di “strozzare” le correnti di modo comune presenti sulla parte esterna della linea di trasmissione. Tanto maggiore è il parametro “Z” tanto migliore è il choke. Si misura collegando al VNA o al ponte i soli schermi del cavo passante. Oltre i 2000ohm si sta tranquilli, ma in 80 è meglio stare almeno sui 4000. dai 30M a salireservono impedenze minori

l’impedenza in 80 e 40 (‘Z’) è decisamente ottima, non male anche in 30 e 160.

Antenna Random Wire 40-6m


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**** aggiornamento ******

le mie supposizioni si sono rivelate corrette….. anche in questo caso l’uso di un toroide serie T (polveri di ferro) non è la soluzione migliore…… quando sono necessari ampia banda passante e linearità serve la ferrite (ft 140-61 fino a 100w, serie 240 oltre i 100w). alla fine dell’articolo le  novità emerse

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Mai capitato di dover installare velocemente una antenna di fortuna? O decidere di tenerne una in auto per ogni evenienza? Detto… fatto…

La soluzione più semplice è un radiatore di 8,8 metri fissato in verticale su un supporto in vetroresina (la classica canna da 10m) e collegato ad un UN-UN 9:1 trifilare. Niente di nuovo o particolarmente sofisticato e soprattutto, nel mio caso,  riutilizzo di materiale di recupero. Inoltre per me una rara occasione di mettere le mani su di un toroide in polveri di ferro. Prolungare a 16,2 metri porta sicuramente dei vantaggi, in particolare sulle bande basse e sulla possibilità di trovare un maggior numero di punti di risonanza. Naturalmente, per rispetto della fisica, se l’installazione è orizzontale, l’altezza da terra deve essere la maggiore possibile. Se verticale, creare sempre un sistema di contrappesi o radiali. ne basta anche solo uno, lungo circa il 10% più del radiatore e disposto a terra parallelo all’antenna. Ricordo che il radiale/contrappeso entra in gioco anche nella variazione della risonanza e dell’impedenza, procedere quindi sperimentalmente per ottenere il risultato migliore. Un analizzatore d’antenna un sicuro supporto!

L’avvolgimento del toroide è stato realizzato con 8 o 9 spire (valore non critico) trifilari su un  Amidon T200-2 (rosso) sostituibile anche con un T130-2. I tre fili devono essere mantenuti paralleli aiutandosi con nastro o guaina termoretraibile. Avendo a che fare con 9 spire trifilari il totale è di 27 spire.

schema

In uscita ho previsto un morsetto in parallelo allo schermo per agevolare la connessione del contrappeso.

L’un-un (tecnicamente non è un balun!) permette di ridurre l’impedenza del singolo filo a valori accettabili. Il valore medio di 450 ohm è adattato a 50. Ovviamente  nella realtà raramente si lavora a 450. di fatto i valori sono molto più elevati (talvolta anche minori), ma l’accordatore ha sicuramente un lavoro più agevole da svolgere e l’efficienza ringrazia…

Sul web ne esistono varie interpretazioni ma due punti devono essere sempre ben chiari:

  1. é una antenna non risonante per costruzione quindi il radiatore non deve mai avere una lunghezza pari a mezz’onda (o quarto) delle bande usate. Non usare MAI 10m di filo o altra lunghezza che rientra nelle bande in uso, pena valori di impedenza anomali e ingestibili con ricadute anche in termini di efficienza!
  2. servono un choke e l’accordatore. Il primo si potrebbe anche infilare nel contenitore ottimizzando gli spazi.

In uscita al posto del solito connettore da pannello ho usato direttamente 30 cm  di h155 gia intestato reperito tra gli avanzi. L’antenna è facile da realizzare: avendo tutto il materiale disponibile, dall’idea al collaudo meno di mezz’ora.

  f1

 

Per quanto riguarda la lunghezza ideale del radiatore è bene partire dalle indicazioni fornite da alcune tabelle disponibili sul web, basate su sperimentazione e calcoli di compatibilità.

Un suggerimento di base può essere rappresentato da:

8,8 / 11 / 13 / 16,2 / 18 / 22 / 26 / 27 / 30 / 33 / 38 /45 / 54

che permettono un agevole adattamento su tutte le bande; limitandosi ai 40 metri o per spazi ridotti 8,8 e 11 metri sono le lunghezze ideali. Ripeto sono misure di base intorno alle quali lavorare per ottenere il risultato migliore. Non pretendere di arrivare all’1:1  senza accordatore! si può arrivare vicini in talune bande ma non ovunque……

VK6YSF ha pubblicato un grafico sul quale sono evidenziate, banda per banda, le lunghezze non utilizzabili.

eccola. alla base la frequenza, a sinistra i metri, i pallini indicano le lunghezze da evitare.

vk6ysf

la prova é staa effettuata installando il radiatore da 8.8 metri in verticale sulla canna da 10m. Contrappeso variabile da 5 a 10 metri, choke e circa 7 metri di RG-223. Senza particolari ottimizzazioni in 40,15 e 10 metri si ottiene un ros compreso tra 1.5 e 2.2, ben gestibile senza accordatore, e con una ottima resa in particolare in 40. In 17 si è prossimi alla mezz’onda e si sale oltre il 4. In 20 e 30 metri la lunghezza non è ottimale e si ottiene circa 4. Choke a accordatore provvedono a linearizzare il tutto ma chiaramente su queste ultime due bande l’efficienza ne risente. Con piccole variazioni sulla lunghezza del radiatore è possible farle rientrare in carreggiata. Il prossimo test sará quello definitivo

91

AGGIORNAMENTO

*** come anticipato, le polveri di ferro non sono il materiale migliore per linearità. decisamente meglio la ferrite e cercherò di spiegarmi meglio ***

Il problema della linearità di risposta di un UN-UN è essenzialmente nel rapporto tra l’impedenza del primario e quella del secondario, che deve essere pari almeno a 5. Considerando un valore medio (teorico) di 500 ohm in ingresso, l’impedenza del primario dovrebbe essere di almeno 2500 ohm.

*** per saperne di più http://www.electronics-tutorials.com/basics/wide-band-rf-transformers.htm

Verifichiamo caso per caso, dati Amidon alla mano, i valori ottenibili con i singoli toroidi

7.050Mhz
27 spire AL Ω colore
T130-2 11 355 rosso
T130-6 9.6 310 giallo
T200-2 12 387 rosso
T200-6 10.4 335 giallo
FT140-43 885 28578 *
FT140-61 150 4843 *
FT240-43 1075 34714 *
FT240-61 170 5490 *

 

 

 

AL= Fattore di induzione

come si nota, quelli in ferro sono totalmente inutili. la serie 43 è inadeguata in quanto l’impedenza che si ottiene è troppo elevata per il tipo di applicazione. Ne emerge che la serie 61 è probabilmente la migliore. Ricostruirò tutto con un 61. Valori maggiori di induttanza garantiscono una migliore qualità del trasformatore. I valori sono riferiti a 7 Mhz come esempio, ovviamente a frequenze più alte o più basse varieranno in proporzione. quel che importo è che il rapporto I/O rimanga costante.

In conclusione, se si vuole utilizzare una random wire indipendentemente dal rapporto di trasformazione che si ottiene, facendo fare il lavoro sporco all’accordatore, si può usare qualsiasi toroide si abbia sotto mano.

Se invece l’obiettivo è realizzare un UN-UN che garantisca il corretto rapporto di trasformazione 9:1 e una risposta per quanto possibile piatta, serve per forza la ferrite.

Come sempre la sperimentazione è la soluzione vincente, considerando che le condizioni di installazione ed uso influenzano i risultati.

w3dzz

W3DZZ, un classico spesso bistrattato e dimenticato ma che se ben realizzato permette di operare in 5 bande dimenticandosi dell’ATU.

L’idea originale di Chester L. Buchanan W3DZZ del 1955 è stata più volte rimaneggiata e reinterpretata nel corso degli anni nel tempo. Questo significa che è stata collaudata in situazioni molto diverse tra loro.
L’idea originale è quella di posizione un paio di trappole su di un dipolo per garantire un comportamento ottimale su due bande. La versione originale prevedeva due bracci da 10.1 metri seguiti da trappole risonanti a circa 7.1 Mhz seguite da due bracci esterni di circa 6.7 metri. Così facendo, eventualmente regolando le lunghezze, l’antenna è utilizzabile in 30 e 40 metri senza alcun accordatore. Ovviamente è necessario ottimizzare in 80 la fetta di nostro interesse.

dal modello originale ne sono derivati altri che con piccoli interventi aumentano le bande utilizzabili
Per i condensatori, utilizzare i mica argentata da almeno 1kv, meglio da 3kv.
Per una miglior tenuta nel tempo è consigliabile realizzarli con cavo coassiale in teflon (RG-316 -> 105pf / metro). ne servono meno di 60cm collegati solo da un lato con l’altro lasciato a perto ed isolato.

suggerimento di oz1cx

in questo caso si è deciso di migliorare l’efficienza in 10 e 15 metri con due baffi aggiuntivi. Il tratto verticale di cavo TV (sostituibile con RG59 o meglio cavo con dielettrico in teflon), di fatto un trasformatore a 1/4L per i 20 metri, migliora la risposta in questa banda, introducendo anche una componente verticale. Ora è di fatto una antenna a 5 bande.

suggerimento di oh2ec

prestando attenzione alla costruzione ed in particolare ottimizzando la lunghezza della discesa, è possibile affinare ancora di più il risultato. Lo schema sotto riportato è facilmente realizzabile ed i risultati non mancheranno

anche in questo caso per i condensatori meglio ricorrere al cavo coassiale, che si può avvolgere all’interno della bobina.

 

 

adattamento stili veicolari monobanda

una semplice soluzione per adattare stili veicolari monobanda (MFJ e simili) all’uso in stazione base (grazie a PD7MAA per l’idea)
lo stilo deve essere fissato su di un supporto isolante. in pratica deve essere isolata dalla terra/massa locale

solitamente alla base c’è un adattatore da 3/8″ a SO239 (pl femmina)

tramite un connettore a T collegare da un lato la discesa verso l’RTX dall’altro un tratto di cavo coassiale lungo 1/4 d’onda alla frequenza in uso moltiplicato per il fattore di velocità (tipicamente 0.66 se rg58/8/213)

il lato libero del “radiale” deve avere il conduttore centrate cortocircuitato con lo schermo. La lunghezza è calcolata dalla formula

L= 300000/F

l4=L/4

lr=l4*.066

in pratica ad esempio per 80 metri sottobanda cw centrata a 3538 khz

300000/3538 = 84,785

84,785/4 = 21,196

21,196*.66=13,99 metri -> lunghezza del radiale.

il radiale deve essere disposto in orizzontale e sollevato da terra di almeno 1.5 metri. alla stessa altezza deve essere fissata la base dell’antenna. E’ possibile anche utilizzare un secondo radiale ma il cablaggio si complica. Naturalmente la misura indicata è una base di partenza può essere utili accorciarlo per adattare meglio l’antenna

il risultato della misura la dice tutta. la banda passante  è quella tipica di questi stili per 2:1 di swr, quindi perfettamente utilizzabile anche senza accordatore.

Come si può vedere, per limiti fisici e per un probabile accoppiamento con il supporto o con l’ambiente circostante, l’impedenza minima, pur se sotto controllo, è lontana, ma non troppo, dagli ideali 50ohm.

Che fare?

 

due soluzioni … la prima la più semplice un colpetto di accordatore …. ma così è troppo facile

per la seconda dobbiamo chiedere un consiglio al buon  Phillip H. Smith o meglio alla sua “carta”. In passato erano necessari parecchi passaggi e calcoli per arrivare ad una soluzione di adattamento basata sulla carta, a meno di non possedere sofisticati ( e costosi) network analyzers. Esistono per fortuna soluzioni software free o  basso costo che ci consentono di superare il problema

nel nostro caso…. l’analisi alla base indica una impedenza di  70.4 ohms di impedenza con una parte X pari a 14.9 johms  pari a poco meno di 1.5 di swr

utilizzando una cella lc di compensazione (configurazione low pass, con capacità in parallelo lato antenna), sim smith effettua tutti calcoli per noi

  

con 555pf (arrotondati al valore più prossimo) e 1.55uH si ottiene magicamente

 

oltre al perfetto adattamento di impedenza si nota come la “finestra” di usabilità con swr=2 si estende a 100khz e basandoci su swr=3 si raggiungono i 200khz

un bel risultato niente male

attenzione! è sempre bene sovradimensionare i componenti dell cella LC. Condensatori ad alta tensione (possibilmente adatti all’uso in RF) e induttanze in aria di diametro adeguato realizzate in rame smaltato o argentato da almeno 1mm. Nel caso specifico un condensatore da 320pf e uno da 230pf. L’induttanza ha un valore di poco superiore (e intero) rispetto a quello richiesto ma “modificandola” fisicamente si arriva ad un risultato ottimale

il prototipo in fase di ottimizzazione

in alternativa, è possibile effettuare un classico adattamento serie con coassiale a 75 ohm

con l’aiuto dell’applicazione SMC (Series Matching Calculator) evitiamo i relativi calcoli.

esempio, a 3.53 mhz con 6.748 metri di rg58 (o 213) sotto l’antenna in serie a 4.624 metri di RG59 (o 11) subito dopo, otteniamo il corretto adattamento a 50 ohm

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esempio 30 e 40 m (1 radiale risonante per banda)

 

 

Quando le differenze rispetto al’ottimale sono minime (è il caso delle versioni 30 e 40m), si può inserire il classico hairpin. 10/12 spire di filo di almeno 4mmq su di un supporto in aria da 8/10 cm di diametro tra lo stilo e la massa (radiale) variando la spaziatura tra le spire o al limite eliminandone una o due si arriva ad un adattamento ottimale… oppure volendo procedere con modalitaà scientifica…..

 

in alternativa … come detto sopra…….

tnx DJ0IP

 

Operando qrp si può scegliere l’RG-174 come conduttore per il radiale.

L’unica regolazione è la sintonia/adattamento dello stilo utilizzando la barretta di taratura incorporata.

Mi raccomando, la base dell’antenna deve essere isolata dal supporto e non a massa!

Ultimo esperimento…….. utilizzare un unico supporto per due stili e 2 radiali

Provato con 30+40 metri (stessi radiali come sopra) ed ecco il risultato

 

perfettamente utilizzabile senza accordatore

meglio di così……

risultati? K,VU,JA,R0 in CW……. alla caccia di VK e ZL

soluzione alternativa: utilizzare sempre un supporto isolato per lo stilo e collegare quanti più possibili radiali non risonanti sollevati dal terreno di alcuni cm.

Idealmente da posizionare sui 360 gradi (fino a 120) e ovviamente riducendo lo spazio utilizzato in funzione di quello disponibile. Piuttosto che distribuirli a caso sui 360 gradi, meglio concentrarli verso direzioni specifiche in una configurazione triangolare. I risultati non mancheranno

 

per migliorare ulteriormente l’efficienza e soprattutto la resistenza di radiazione è consigliabile inserire un cappello capacitivo posizionato il più in alto possibile e lontano dalla bobina alla base.

ho inserito una barra con innesti filettati alle estremità lunga circa 40cm e sulla parte superiore ho fissato un disco realizzato con lamiera grigliata di poco più di 30cm di diametro.

Lo stilo vero e proprio parte dal disco e naturalmente risulta molto più coperto che nella versione “nuda”, sia per la presenza della prolunga che del cappello capacitivo

e questo è il risultato senza rete di adattamento

 

per ulteriori informazioni ed un utile foglio di calcolo

http://www.qsl.net/aa3rl/tlcalc1.html

 

 

 

EFHW senza trasformatore

si utilizza il radiatore a mezz’onda classico di una EFHW seguito da un circuito di adattamento costituito da un tratto di coassiale lungo 1/4WL più stub chiuso. Ricorda decisamente una J-Pole!

stesse caratteristiche della versione con trasformatore ma con minori attenuazioni e banda passante leggermente superiore

Per il massimo della portabilità si consiglia di utilizzare RG-174 per le sezioni di adattamento L1 ed L2. Per maggiore tenuta in potenza sostituire con RG178 o RG316 anche se la minore flessibilità dei cavi in teflon potrebbe essere un ostacolo….

per la realizzazione consiglio di partire da queste misure di base. Sono riferite ad un normale filo ricoperto in PVC per il radiatore e ad un cavo coassiale RG-174 o RG-58  per matching e stub. Volendo utilizzare coassiali isolati in teflon è necessario allungare le misure di un 3 o 4% per adeguarle al diverso fattore  di velocità. I calcoli sono stati effettuati sul centro banda.

I codici L0, L1, L2 fanno riferimento allo schema sotto riportato. L0 è il radiatore, L1 il tratto di cavo coassiale come match a 1/4L e L2 è lo stub di adattamento. Il match e lo stub sono collegati in parallelo tra loro e con l’uscita verso l’apparato. L’altro lato dello stub è CHIUSO in cortocircuito. Il cavo di match a 1/4 onda è collegato al radiatore solo con il conduttore centrale. Lo schermo non va collegato ed è bene lasciare alcuni millimetri di dielettrico senza schermo per migliorare l’isolamento tra i conduttori


efhwll

lhschm

disegno non in scala!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


versione ultra portatile per i 20m, adattamento realizzato con rg-178 teflon, filo 0.2mmq (QRP!)

per eliminare una scatola o un connettore a ‘T’ nella giunzione tra stub e adattatore 1/4wl ho preferito terminarli con due capocorda connessi ad una bnc da strumentazione.

soluzione pratica, poco costosa e intercambiabile con altre bande. il radiatore è connesso alla sezione di adattamento con un connettore micro-banana dorato utilizzato in aereomodellismo.

risultato? risposta praticamente piatta da 14.000 a 14.350

antenna completa

sezione di adattamento

connettore micro-banana per radiatore

lavori in corso

Toroidi Ferriti & C.

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

 

 

 

 

 

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

LFB095051 (per W2DU bande basse)

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

nuc

 

 

 

 

 

CST5.1-15-3S4 (per W2DU standard)

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


Materiali in polvere di ferro:

normalmente non utilizzati

corefe

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