Antenne corte per i 160 m 1/2

Antenne corte per i 160 m

Installare una antenna verticale lunga 40 metri che rappresenta il quarto d’ onda canonico può essere un miraggio a chi abita in campagna. Per gli altri che abitano in centri urbani il problema non si pone: l’unica installazione affrontabile è una verticale non troppo lunga possibilmente su un terrazzo.

La scelta è caduta su una lunghezza di 10-13 metri per questione di punti d’attacco dei tiranti. Va risolto il problema della risonanza. Una antenna lunga un quarto d’onda non presenta alcuna reattanza; se è più corta presenta una reattanza capacitiva che va annullata con una reattanza induttiva.

Il sistema più comune per ottenere una reattanza induttiva è di usare una bobina collegata nel punto più opportuno analizzando i pro e i contro. Mettendo la bobina sul punto di alimentazione, cioè alla base dell’antenna, il valore della reattanza necessaria a portare in risonanza il monopolo è minimo, mentre se viene messa all’estremità opposta il valore è massimo.

antenne_corte antenna caricata a 3/4

Reattanza minima significa bobina con minima dispersione. Quindi la bobina in basso spreca meno energia, tuttavia quello che esce da una antenna, cioè il campo elettromagnetico che viene prodotto, è funzione del rapporto tra la irradiazione e la somma dell’ irradiazione e la dispersione, Rr/(Rr+Rl).

antenne_corte_monopolo_carico_lineare

Questo rapporto è più grande nel caso la bobina sia messa in un punto più alto rispetto alla base. Di solito la bobina viene messa tra la metà e i tre quarti del monopolo. Rr rappresenta l’energia irradiata, mentre Rl rappresenta l’energia dispersa, quindi Rr/ (Rr+Rl) è la misura del rendimento, sempre minore di uno.

Rr per una antenna di 40 metri è dell’ordine dei 35ohm. Per una antenna di 13 metri la Rr è 2.5 ohm se caricata (la bobina viene chiamata carico) alla base e da 4.5 a 9 ohm se caricata tra il centro e l’estremità.

Quindi la Rr aumenta considerevolmente, tuttavia anche Rl aumenta e per evitare che il rendimento crolli è necessario mantenere Rl più bassa possibile. Proviamo a fare degli esempi:

Antenna lunga 40 metri

Rr = 35ohm, vicino ai 36.5 teorici di un monopolo nello spazio

Rl = 15ohm, somma della resistenza ohmmica dell’antenna e del piano di terra

Rf = Rr + Rl = 50ohm, Z di alimentazione, nessuna reattanza, solo valore resistivo.

Eff = Rr / (Rr + Rl) = 35 / (35 + 15) = 0.7 x 100 = 70%, stiamo sognando ad occhi aperti

Antenna lunga 13 metri caricata in base

Rr = 2.5ohm [rif 1]

Rc = XL / Q = 2 x ∏ x F x L / Q = 2 x 3.1415 x 1.845 x 58 / 300 = 2.24ohm,

resistenza della bobina Rf = Rr + Rc + Rl = 2.5 + 2.24 + 15 = 19.74ohm

Eff = 2.5 / (2.5 +19.74) = 11%

Nota: viene usato un valore di Q = 300, non difficilmente ottenibile con normale filo smaltato su un supporto di PVC con rapporto diametro / lunghezza da 1 a 2.

Antenna lunga 13 metri caricata a 10 metri, fig. 1

Rr = 7ohm [rif 1]

Rc = 2 x 3.1415 x 1.845 x 282 = 10.9

Rf = 32.9

Eff = 7 / (7 + 32.9) = 17.5 %

La Rf è l’impedenza al punto di alimentazione dell’antenna. Pur essendo priva di reattanza cioè Z = R ±j0, non si avvicina al comune valore di impedenza del cavo di 50ohm. Occorre mettere tra l’antenna ed il piano di massa un dispositivo in grado di adattare questa Z a quella del cavo al fine di non incrementare le perdite totali. Il cavo ha una propria perdita alla frequenza di lavoro se terminato all’impedenza nominale. In caso contrario si verifica la presenza di onde stazionarie e le perdite aumentano in funzione del valore di SWR.

Antenna lunga 13 metri con carico lineare, fig 2

L’ unico dato disponibile è Rf = 45-50ohm. Nota: questa antenna è stata installata anche in configurazione dipolo orizzontale, funziona egregiamente anche nella gamma degli 80 metri. Prego provare cosa succede in altre gamme.

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