Nuova Elettronica Antenne Handbook

7/23/2019 Nuova Elettronica Antenne Handbook

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Direzione EditorialeRivista NUOVA ELETTRONICAVia Cracovia, 1940139 BOLOGNA (Italia)

Autore: Giuseppe Montuschi

DIRITTI DAUTORE

Tutti i diritti di riproduzione, traduzione totale o parziale degli articoli-disegnipubblicati in questo volume sono riservati. La protezione dei diritti dAutore e-stesa, a norma di Legge e a norma delle Convenzioni Internazionali, a tutti i Paesi.

riceventi e trasmittenti


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PREMESSA

Chi si dedica alla trasmissione o alla ricezione necessario conosca ogni tipo di antenna per-ch il pi efficiente preamplificatore RF per un ricevitore e il meno costoso amplificatore dipotenza per un trasmettitore proprio lantenna.

Come i Radioamatori ben sanno, usando delle trasmittenti di ridotta potenza collegate a del-le antenne efficienti si possono coprire delle distanze altrimenti raggiungibili solo con tra-smettitori di elevata potenza.

Trovare un valido testo, scritto in italiano, che aiuti a capire tutto ci e che illustri cos unan-tenna e come la si possa autocostruire unimpresa veramente ardua.

Per colmare questa lacuna ed offrire un valido supporto a quanti hanno scarse conoscenzeteoriche ma tanta passione per lelettronica, mi venuta lidea di scrivere questo pratico e i-struttivo manuale, mettendo a frutto la mia esperienza personale nel campo della ricetra-smissione.

Pochi sapranno che chi ha redatto questo volume ha iniziato lattivit di Radioamatore nel 1949e a quei tempi tutti i Radioamatori, compreso il sottoscritto, dovevano arrangiarsi autoco-struendosi le antenne, perch non esistevano, come oggi, negozi dove poterle acquistare.

Sono certo, e lo dico non senza una punta di presunzione, che questo manuale costituir u-na valida guida per gli allievi degli Istituti Professionali, per i giovani CB e per i Radioamato-ri, che, consultandolo, vi troveranno senzaltro qualche spunto interessante per le proprie rea-lizzazioni.

Giuseppe MontuschiBologna, Giugno 1999


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Introduzione ......................................................................................................................................................... 4Che cos unANTENNA ............................................................................................................................... 4Tabella dei DECIBEL .......................................................................................................................................... 21Il dipolo ................................................................................................................................................................ 25Antenna ZEPPELIN ............................................................................................................................................. 31Antenna HERTZ-WINDOM (a presa calcolata) ................................................................................................. 31Antenna COLLINEARE ....................................................................................................................................... 33Dipolo MULTIBANDA a VENTAGLIO ................................................................................................................ 36FOLDED COAXIAL dipole .................................................................................................................................. 37Dipolo MULTIGAMMA con TRAPPOLA .......................................................................................................... 39TRAPPOLE con cavo COASSIALE ................................................................................................................... 44Dipolo RIPIEGATO o FOLDED dipole ............................................................................................................... 47Dipolo RIPIEGATO a 3 ELEMENTI . ................................................................................................................... 51Antenna a FARFALLA con RIFLETTORE ......................................................................................................... 52Antenna a STILO con CAVO COASSIALE ....................................................................................................... 53Dipolo ASIMMETRICO orizzontale .................................................................................................................... 55Dipolo ASIMMETRICO verticale ........................................................................................................................ 55Antenna VERTICALE J ....................................................................................................................................... 56Antenna a SPIRALE ............................................................................................................................................ 57Antenna GROUND-PLANE ................................................................................................................................. 61Fissaggio di uno STILO trasmittente in unauto ............................................................................................. 63Antenne VERTICALI per AUTO a 1/4-3/4-5/8 ............................................................................................. 65Antenna a U ......................................................................................................................................................... 74Antenna QUAD .................................................................................................................................................... 76Antenna CONICA a RAGGIERA ........................................................................................................................ 78Antenna DISCONE .............................................................................................................................................. 80Antenna a TRIFOGLIO ........................................................................................................................................ 84STILO con SPIRA di ACCORDO ....................................................................................................................... 86Antenna a DOPPIA LOSANGA .......................................................................................................................... 88Antenna RETTANGOLARE ................................................................................................................................ 90Antenne DIRETTIVE tipo QUAD ........................................................................................................................ 92FOLDED dipole CIRCOLARE ............................................................................................................................. 94Antenna H ............................................................................................................................................................ 100Antenna H DIRETTIVA ........................................................................................................................................ 104Antenne UHF a doppio H ................................................................................................................................... 106Antenna a DOPPIO V per satelliti Polari .......................................................................................................... 112Dipoli a CROCE per ricevere i satelliti Polari .................................................................................................. 116Antenna CORNER REFLECTOR ........................................................................................................................ 122Antenna ELICOIDALE ......................................................................................................................................... 126Antenna LOGARITMICA o LOG PERIODIC ...................................................................................................... 134Antenne DIRETTIVE tipo YAGI .......................................................................................................................... 150YAGI a 3-5-7-9-16-17-21 ELEMENTI .................................................................................................................. 160ADATTATORE dimpedenza gamma MATCH .................................................................................................. 167PARABOLE per RICEZIONE o TRASMISSIONE .............................................................................................. 168PARABOLA a GRIGLIA per METEOSAT .......................................................................................................... 176

ILLUMINATORE a barattolo per PARABOLE ................................................................................................... 178ILLUMINATORI a DOPPIO DIPOLO e a CORNER REFLECTOR .................................................................... 182CAVI COASSIALI per RADIOAMATORI con impedenza 52 ohm ................................................................... 186CAVI COASSIALI per TV con IMPEDENZA 75 ohm ........................................................................................ 187Accoppiamenti BILANCIATI e SBILANCIATI ................................................................................................... 188Le ONDE stazionarie in una linea di TRASMISSIONE .................................................................................... 196ADATTATORI dimpedenza con LINEE da 1/4-3/4 ...................................................................................... 200NUCLEI TOROIDALI ............................................................................................................................................ 210Antenne in FERRITE ........................................................................................................................................... 220Misuratore dIMPEDENZA LX.1393 ................................................................................................................... 224Come usare correttamente un ROSMETRO .................................................................................................... 234ROSMETRO a LINEA BIFILARE da 20 a 300 MHz ........................................................................................... 240ROSMETRO con NUCLEI in FERRITE .............................................................................................................. 244LE MISURE in dBmicrovolt ................................................................................................................................ 250

INDICE ANALITICO ............................................................................................................................................. 252

SOMMARIO pag.
http://lastpage/


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INTRODUZIONE

In questo volume troverete una approfondita e chia-ra trattazione teorica e pratica, che risulter moltoutile sia ai principianti che a tutti coloro che desi-derano apprendere gli aspetti pi importanti relati-vi alle antenne trasmittenti e riceventi.

Nel testo non compare nessuna formula comples-sa, che potrebbe costituire un serio ostacolo percoloro che non digeriscono facilmente la mate-matica, ma solo tante tabelle e delle semplici o-perazioni che tutti potranno risolvere con lausiliodi una comune calcolatrice tascabile.

Dopo aver letto questo volume riuscirete a realiz-zare anche le antenne pi complesse e a farle fun-zionare per il loro massimo rendimento.

Anche se a un profano lantenna pu apparire co-me un elemento di secondaria importanza, la realt ben diversa.Senza questo componente non sarebbe possibilenirradiare ncaptare nessun segnale radio o te-levisivo.

Tutti i tecnici sanno che unantenna ben progetta-ta rende in ricezione pi di un perfetto preamplifi-catore e in trasmissione pi di un potente finale.

Poich il costo di unantenna autocostruita sem-pre irrisorio, perch non apprendere tutti i segreti

che la riguardano per poterla realizzare ?

Dicendo antenna, molti di voi probabilmente pen-seranno a quelle strane e complesse forme di an-tenne che si vedono sulle case e che servono percaptare la TV e non immaginano certo che ancheuna forchetta, un cacciavite, oppure le bacchet-te metalliche di un ombrello, sono antenne checaptano, come qualsiasi altro conduttore, tutti i se-gnali di alta frequenza da cui siamo circondati.

Poich molti si saranno chiesti cos, oppure comefunziona unantenna, a queste e a molte altre do-

mande cercheremo di dare una chiara ed esau-riente risposta in questo volume.

CHE COS UNANTENNA

Per farvi comprendere come funziona unantennaprendiamo in considerazione un circuito di sinto-nia composto da una induttanza (bobina con pio meno spire) e da una capacit (condensatore).

Per poter sintonizzare una ben precisa frequenza necessario variare il numero di spire della bobi-na oppure la capacit del condensatore.


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Per sintonizzarsi sulla banda delle onde medie oc-corrono bobine con molte spire e condensatori dielevata capacit (vedi fig.2), mentre per sintoniz-zarsi sulla banda delle onde corte e cortissimeoccorrono bobine con poche spire e condensato-ri di bassa capacit(vedi fig.3).

Questo circuito di sintonia definito a costanteconcentrata, a causa delle sue ridotte dimensio-ni, non riesce ad irradiare nello spazio, n a cap-tare nessun segnale RF.

Per riuscire ad irradiare e di conseguenza anchea captare dei segnali RF, occorre un circuito riso-nante lineare composto da un filo collocato ad u-na certa altezza dal suolo, la cui lunghezza deveessere calcolata in modo da ottenere una indut-tanza in grado di accordarsi con le capacit pa-rassite circostanti le frequenze che si desideranocaptare o irradiare.

Per ottenere un circuito risonante lineare suffi-ciente svolgere una bobina in modo da ricavareun lungo filo, che costituir linduttanza del nostrocircuito di sintonia (vedi fig.4).

La capacit necessaria per sintonizzare questofilo su una ben precisa frequenza sempre pre-sente anche se risulta invisibile, infatti non biso-gna dimenticare che questo filo si comporta ri-spetto al suolo, e a qualsiasi altro corpo posto nel-le sue vicinanze, come la placca di un lungo con-

densatore (vedi fig.5).

Questo filo, chiamato antenna, potr captare o ir-radiare un segnale RF solo se la sua lunghezzafisica riesce a risuonare sulla stessa lunghezzadonda che si desidera ricevere o trasmettere.

Per farvi capire come la lunghezza fisica influiscasulla frequenza, provate per un attimo a pensaread unarpa (vedi fig.7).

Questo strumento, come saprete, composto datante corde di lunghezza decrescente.

Le corde pi lunghe emettono delle frequenze a-custiche basse e le corde pi corte delle fre-quenze acustiche pialte.

Se avviciniamo due arpe e facciamo vibrare unacorda della prima arpa, le vibrazioni acustiche ge-nerate verranno captate dalla corda della secon-da arpa che risulta della stessa lunghezza, quindianche questa inizier a vibrare perch risulta ri-sonante alla medesima frequenza.

Unantenna risulta risonante ad una frequenza,

5

Fig.1 Qualsiasi oggetto metallico in gra-do di captare i segnali di alta frequenza daiquali siamo circondati, quindi anche uncacciavite, una lima, un compasso o unaforchetta, potrebbero essere utilizzati co-me antenne riceventi.

L C

Fig.2 Per sintonizzare una frequenza, biso-gna utilizzare una Induttanza e una Capa-cit. In rapporto al numero di spire e al va-lore della capacit, il circuito si sintoniz-zer su una ben definita frequenza.

L C

Fig.3 I circuiti di sintonia composti da unapiccola bobina e da un condensatore, a-vendo una costante molto concentrata, nonriescono senza unantenna a captare i de-boli segnali radio presenti nello spazio.


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quando unonda intera compie un ciclo completosu tutta la sua lunghezza (vedi fig.8).

Per conoscere la lunghezza donda di unonda,occorre semplicemente dividere la sua frequenzain Hertz per la velocit di propagazione che risul-ta identica a quella della luce, cio:

300.000 Km al secondo

Nota = Per esattezza, la velocit di propagazione di 299.793,077 Km al secondo, ma solitamentetale valore viene arrotondato a 300.000 Km al se-condo essendo tale differenza ininfluente nei cal-coli di progettazione.

Le formule da utilizzare per convertire una fre-quenza in lunghezza donda espressa in metri ocentimetri sono le seguenti:

lunghezza in metri = 300.000.000 : Hertzlunghezza in metri = 300.000 : Kilohertzlunghezza in metri = 300 : Megahertzlunghezza in centimetri = 300.000 : Megahertz

Conoscendo la lunghezza donda possibile ri-cavare il valore della frequenza svolgendo lope-razione inversa, cio:

Hertz = 300.000.000 : lunghezza in metriKilohertz = 300.000 : lunghezza in metri

Megahertz = 300 : lunghezza in metriMegahertz = 300.000 : lunghezza in centimetri

Quindi per conoscere lesatta lunghezza dondain metri di una frequenza, ad esempio 144 MHz,si dovr svolgere questa semplice divisione:

300 : 144 = 2,08 metri

Se, avendo unantenna lunga 11,11 metri, voles-simo sapere su quale frequenza si accorda, do-vremmo svolgere questa divisione:

300 : 11,11 = 27 MHz

Sulla lunghezza di un filo che risuona su una de-terminata frequenza, risultano distribuiti dei ben de-finiti valori di tensione e di corrente.

Come possibile vedere in fig.10, londa parte daun estremo dellantenna con una minima corren-te e una massima tensione, poi, dopo 1/4 dellasua lunghezza raggiunge un massimo di corren-te e un minimo di tensione.Dopo 1/2 della sua lunghezza si ha nuovamente

un minimo di corrente ed un massimo di ten-

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Fig.4 Per riuscire a captare i segnali RF oc-corre uninduttanza lineare, condizione chesi potrebbe ottenere svolgendo il filo di u-na bobina. Questo filo dovr successiva-mente essere collocato allesterno ad unacerta altezza dal suolo.

C

L

SUOLO

Fig.5 La capacit necessaria per sintoniz-zare questo filo su una determinata fre-quenza, anche se invisibile sempre pre-sente perch il suolo si comporta rispettoal filo come la placca di un condensatore.

Fig.6 Anche collocando questo filo in po-sizione verticale saranno presenti sempredelle Capacit parassite con il suolo, op-pure con il mobile metallico sul quale fis-sato il filo utilizzato come antenna.


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sione, dopo 3/4 un massimo di corrente e un mi-nimo di tensione ed al termine della sua lunghezzaci ritroveremo nuovamente con un minimo di cor-rente ed un massimo di tensione.

I punti in cui la tensione e la corrente raggiungonoil loro valore massimo vengono definiti Ventri ed i

punti in cui la tensione e la corrente raggiungono iloro valore minimo vengono definiti Nodi (fig.10).

Quindi nel punto in cui risulta presente un Nododi corrente vi sempre un Ventre di tensione enel punto in cui presente un Nodo di tensione sempre presente un Ventre di corrente.

Poich spesso non ci si ricorda a cosa corrispon-de un Nodo o un Ventre di tensione o di correntememorizzate quanto segue:

Nodo = valore minimoVentre = valore massimo

Poich nei disegni non vengono mai riportatesullantenna le due forme donda, cio quella dellatensione e quella della corrente, ma solo quella del-la corrente, non scriveremo piNodo o Ventre dicorrente, ma semplicemente corrente minima ecorrente massima.

LA LUNGHEZZA FISICA dellANTENNA

In precedenza abbiamo precisato che la lunghez-

za donda della frequenza di 144 MHz risulta di2,08 metri e la lunghezza donda della frequenzadi 27 MHz risulta di 11,11 metri.

Se acquistate unantenna per i 144 MHz e una peri 27 MHz vi accorgerete che la loro lunghezza ri-sulta esattamente pari alla met della loro lun-ghezza donda, anzi per essere pi precisi risultaminore:

144 MHz = lunghezza 1,0 metri27 MHz = lunghezza 5,4 metri

Ovviamente vi domanderete perch venga usatamet lunghezza donda e non unintera lunghezzae a questa domanda cercheremo di dare una ri-sposta che servir a dileguare definitivamente ognidubbio.

Come saprete, unonda completa sempre com-posta da una semionda positiva e da una se-mionda negativa che si alternano sul filo che fun-ge da antenna: vale a dire che, quando presen-te la semionda positiva, non presente la nega-tiva e viceversa.

Usando unantenna lunga met lunghezza donda,

7

Fig.7 Un filo si accorda su una frequenzain funzione della sua lunghezza.Anche in certi strumenti musicali, come adesempio lArpa, la diversa lunghezza delle

corde viene utilizzata per emettere una bendefinita Nota acustica.

LUNGHEZZA D'ONDA

SEMIONDA

POSITIVA

SEMIONDA

NEGATIVA

Fig.8 Anche un filo, utilizzato come anten-na, si accorda su una sola e ben precisafrequenza. La frequenza di lavoro corri-sponde ad un ciclo completo di unonda in-tera, composta da una semionda positiva eda una semionda negativa.

MAX.

0 TENSIONE

COR

RENTE

MAX.

1/2 l 1/2 l

Fig.9 In un filo risonante sempre presen-te unonda di Corrente e una di Tensionein opposizione di fase. Nel punto in cui ri-sulta presente la massima Tensione, pre-sente una minima Corrente e viceversa co-me visibile nel disegno.


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la semionda positiva parte da una estremit con

una minima corrente (vedi fig.13), raggiunge metlunghezza con la massima corrente e termina ilsuo percorso sullopposta estremit del filo semprecon una minima corrente.

Terminato il percorso della semionda positiva i-nizia quello della semionda negativa che, tro-vando il filo libero, partir sempre con una mi-nima corrente, raggiunger met lunghezza conla massima corrente e terminer il suo percor-so sullopposta estremit con una minima cor-rente.

Quindi met lunghezza donda pi che sufficien-te per far scorrere sullo stesso filo sia le semion-de positive che le semionde negative.

Utilizzando unantenna lunga esattamente met

lunghezza donda, sul suo punto centrale si otterrsempre una corrente massima, sia per le se-mionde positive che per quelle negative.

A questo punto dobbiamo precisare che sul puntoin cui presente la massima di corrente si ha unvalore dimpedenza che normalmente si aggira in-torno ai 60-80 ohm.

Pi ci si allontana dal centro dellantenna pi il va-lore dellimpedenza aumenta fino a raggiungere al-le due estremit, dove presente la corrente mi-nima, i 5.000-6.000 ohm.

Per calcolare met lunghezza fisica di un filo dautilizzare come antenna, basta dividere la lun-ghezza di unonda intera x 2.

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1/4 2/4 3/4 4/4

VENTRE

TENSIONE

NODO

CORRENTE

VENTRE

CORRENTE

NODO

TENSIONE

VENTRE

TENSIONE

NODO

CORRENTE

VENTRE

CORRENTE

NODO

TENSIONE

VENTRE

TENSIONE

NODO

CORRENTE

TENSIONECO

RRENTE

Fig.10 I punti in cui londa raggiungeil massimo valore di tensione o dicorrente vengono chiamati Ventri e ipunti in cui londa raggiunge il mini-

mo valore di tensione e di correntevengono chiamati Nodi. Questi pun-ti si trovano collocati a una distanzadi 1/4-2/4-3/4-4/4. Come possibilevedere in questo disegno, nei puntiin cui risultano presenti dei Ventri ditensione vi sono sempre dei Nodi dicorrente o viceversa.

MAX.

TENSIONE

MAX.

TENSIONE

MAX.

TENSIONE

MIN.

TENSIONE

MIN.

TENSIONE TENSIONE

1/4l 2/4l 3/4l

MIN.

CORRENTE

MIN.

CORRENTE

MIN.

CORRENTE

MAX.

CORRENTE

MAX.

CORRENTE CORRENTE

1/4l 2/4l 3/4l

Fig.11 Al centro ed alle estremit di unan-tenna lunga unintera lunghezza donda sempre presente un Ventre di tensione. Suquesti punti vi sono delle tensioni elevate checorrispondono a delle impedenze elevate.

Fig.12 Al centro ed alle estremit di unan-tenna lunga unintera lunghezza donda sempre presente un Nodo di corrente.I Ventri di corrente sono presenti solo incorrispondenza di 1/4-3/4.


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Quindi se consideriamo nuovamente le due lun-ghezze donda:

2,08 metri per i 144 MHz11,11 metri per i 27 MHz

in pratica bisogner utilizzare due fili lunghi:

2,08 : 2 = 1,04 metri11,11 : 2 = 5,55 metri

ma come abbiamo gi accennato, se acquisterete

due antenne per queste frequenze vi accorgereteche risultano leggermente pi corte, cio:

1,0 metro anzich1,04 metri5,4 metri anzich5,5 metri

e ora ve ne spiegheremo il motivo.

IL FATTORE K

Abbiamo accennato al fatto che unantenna uncircuito risonante composto da un filo condutto-re che si comporta come una induttanza e che,

poich risulta collocato ad una certa distanza dalsuolo, caratterizzato da una ben precisa capa-cit parassita il cui valore dipende dalla lunghez-za del filo stesso e dal suo diametro.

Pi questo filo lungo e pi elevato risulta il suodiametro pi aumenta il valore della sua capacitparassita per effetto del suolo, quindi se si desi-dera che lantenna si accordi su una ben precisafrequenza, sar necessario ridurre il valore dellasua induttanza, condizione questa che si ottieneaccorciando il filo.Per sapere di quanto occorre accorciarlo, dovremo

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MIN.

CORRENTE

MAX.

CORRENTE

MIN.

CORRENTE

SEMIONDA POSITIVA

SEMIONDA POSITIVA

SEMIONDA NEGATIVA

1/4 l 1/4 l

Fig.13 Tutte le antenne anzich risultarelunghe una intera lunghezza donda sonolunghe met lunghezza donda in mododa ritrovarsi al centro sempre un Ventre dicorrente. Sul Ventre di corrente presenteunimpedenza di circa 75 ohm.

6.000Ohm 75Ohm 6.000Ohm

SEMIONDA POSITIVA

SEMIONDA POSITIVA

SEMIONDA NEGATIVA

1/4 l 1/4 l

Fig.14 Unantenna lunga met lunghezzadonda pi che sufficiente per far scorre-re sul filo unintera lunghezza donda, per-ch quando la semionda positiva ha termi-nato il suo percorso, lo stesso filo viene u-tilizzato dalla semionda negativa.

10 0,925

15 0,935

20 0,940

25 0,945

30 0,950

35 0,952

40 0,95450 0,956

60 0,960

70 0,962

80 0,963

90 0,964

100 0,965

150 0,966

200 0,967

300 0,968

400 0,969

500 0,970

1.000 0,971

1.500 0,972

2.000 0,9733.000 0,974

4.000 0,975

5.000 0,976

6.000 0,977

7.000 0,978

8.000 0,979

9.000 0,980

FattoreK

L mmD mm

FattoreK

L mmD mm

TABELLA N. 1 fattore K

D

L in mm.

Fig.15 La lunghezza di unantenna risultain pratica sempre minore rispetto alla sualunghezza donda. Conoscendo la lun-ghezza L ed il diametro del filo D in milli-metri, possibile ricavare dalla TabellaN.1 il fattore K di accorciamento.


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dividere la sua lunghezza fisica espressa in mil-limetri per il suo diametro sempre espresso in mil-limetri: il numero che otterremo ci servir per ri-cavare dalla Tabella N.1 il fattore K.

Ammesso di aver realizzato unantenna lunga 1,5metri utilizzando del tubo di alluminio del diame-

tro di 6 millimetri, per ricavare il fattore K dovre-mo eseguire queste semplici operazioni:

1- Moltiplicare la lunghezza di 1,5 metri per 1.000in modo da ottenere una lunghezza espressa inmillimetri:

1,5 x 1.000 = 1.500 mm

2- Dividere questa lunghezza per il diametro deltubo di alluminio pari a 6 mm:

1.500 : 6 = 250 rapporto L/d

Ottenuto il valore del rapporto L/d (lunghezza an-tenna e diametro filo), ricercheremo nella TabellaN.1 il fattore K del numero 250.

Trovando i soli numeri 200 e 300, potremo usare ilvalore di 200 = 0,967 oppure di 300 = 0,968.Moltiplicheremo quindi la lunghezza dellantennapari a 1,5 metri per questo fattore:

1,5 x 0,967 = 1,450 metri1,5 x 0,968 = 1,452 metri

in pratica lantenna risulter lunga 1,45 metri.

Supponiamo ora di voler conoscere il fattore K diunantenna lunga 1,5 metri realizzata con del filodi rame del diametro di 2 millimetri.

1 - Moltiplicando la lunghezza espressa in metriper 1.000 otterremo:

1,5 x 1.000 = 1.500 mm

2 - Ora divideremo questa lunghezza per il dia-metro del filo che risulta di 2 mm:

1.500 : 2 = 750 rapporto L/d

Ottenuto il valore del rapporto L/d ricercheremonella Tabella N.1 il numero 750.

Trovando i soli numeri 500 e 1.000 potremo usareil valore di 500 = 0,970 oppure di 1.000 = 0,971.

Moltiplicheremo quindi la lunghezza dellantennapari a 1,5 metri per questo fattore:

1,5 x 0,970 = 1,455 metri

1,5 x 0,971 = 1,456 metri

Usando un filo da 2 mm lantenna risulter lunga so-lo 4-5 millimetri in pi rispetto ad un tubo di 6 mm.

A questo punto ci preme farvi presente che, per co-modit, invece di calcolare il rapporto L/d, solita-mente si assume come base di partenza un valo-re K di 0,96, pur sapendo che con questo numero

si ottiene unantenna di lunghezza maggiore ri-spetto a quella reale.

Una volta costruita lantenna, risulter sempre pifacile accorciarla che allungarla.

Per concludere questo paragrafo aggiungiamo chela lunghezza fisica di unantenna risulta sempreminore rispetto alla sua lunghezza donda per ef-fetto del suo diametro, della distanza dal suolo,dei corpi posti in prossimit dellantenna stessa edi eventuali isolatori collocati alle due estremit

che aumentano le capacit parassite.

In pratica, se volete realizzare unantenna unifila-re non tagliate mai un filo della esatta lunghezza,ma tenetelo sempre pi abbondante, perch la par-te eccedente servir per fissarlo sugli isolatori ce-ramici posti alle estremit.

FORMULA per calcolare 1/2 ONDA

Passando dalla teoria alla pratica, per calcolarepi velocemente la lunghezza di 1/2 onda di una

antenna con gi incluso il suo fattore K si utilizza-no queste formule:

lunghezza in metri = 144.000.000 : Hertzlunghezza in metri = 144.000 : Kilohertzlunghezza in metri = 144 : Megahertzlunghezza in centimetri = 14.400 : Megahertz

Conoscendo la lunghezza di unantenna possi-bile conoscere su quale frequenza risulta accor-data usando queste formule:

Hertz = 144.000.000 : lunghezza in metri

Kilohertz = 144.000 : lunghezza in metriMegahertz = 144 : lunghezza in metriMegahertz = 14.400 : lunghezza in centimetri

Pertanto, una antenna a 1/2 onda per i 144 MHzrisulter lunga esattamente:

144 : 144 = 1 metro

Unantenna a 1/2 onda per i 27 MHz risulter lun-ga esattamente:

144 : 27 = 5,33 metri

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Per conoscere la lunghezza di 1/4 donda basta di-videre x 2 il numero della mezzonda.

LIMPEDENZA di UNANTENNA

Precisiamo subito che non sar mai possibile mi-surare con un tester limpedenza di unantennaanche se espressa in ohm, non essendo questoun valore ohmico come quello che potremo rile-vare in una normale resistenza.

Poich al centro di un dipolo (cos viene chiama-ta unantenna composta da due bracci lunghi e-sattamente 1/4 donda) deve sempre giungere lamassima corrente, in corrispondenza di questo e-satto punto sar presente un valore di impeden-za che si aggira intorno ai 52-75 ohm (vedi fig.14).

Se lantenna a mezzonda venisse alimentata alle

due estremit, non ci ritroveremmo pi52-75 ohmma dei valori dimpedenza molto pi elevati che siaggirano intorno ai 5.000-6.000 ohm.

Se il dipolo a 1/2 onda venisse collocato in posi-zione verticale (vedi fig.17), i 52-75 ohm si trove-rebbero al centro, quindi non potremo alimentaremai questantenna sulla base perch su questopunto ci ritroveremo una impedenza di 6.000 ohm.

Per ottenere sulla base unimpedenza di 52-75ohm dovremo utilizzare un braccio lungo 1/4 don-da (vedi fig.18), oppure lungo 3/4 donda perch,

come risulta visibile in fig.19, su di esso avremosempre la massima corrente e alla sua estremitla minima corrente.

Ritornando al nostro dipolo orizzontale, sapendoche il suo centro presenta unimpedenza di 75ohm, potremo facilmente determinare in funzionedei watt applicati, quanti amper e quanti volt ri-sultano presenti al suo centro e alle due estremitdei bracci.

Per eseguire questi calcoli sufficiente usare que-ste due semplici formule della Legge di Ohm:

Amper = watt : ohm

Volt = watt x ohm

Se allantenna colleghiamo un trasmettitore cheeroga una potenza di 10 watt (vedi fig.20), al cen-tro del dipolo ci ritroveremo:

10 : 75 = 0,365 amper

10 x 75 = 27,38 volt

e alle due estremit, ammesso che presenti una

11

VENTRE

CORRENTE

1/2

VENTRE

TENSIONE

6.000Ohm 75Ohm 6.000Ohm

NODO

CORRENTE

NODO

TENSIONE

VENTRE

TENSIONE

NODO

CORRENTE

l

Fig.16 Unantenna a mezzonda posta in po-sizione orizzontale presenta al suo centrouna bassa impedenza di circa 75 ohm ed al-le sue estremit una elevata impedenza chesi aggira intorno ai 6.000 ohm.

1/4

6.000

Ohm

75

OhmVENTRE

CORRENTE

NODO

TENSIONE

VENTRE

TENSIONE

NODO

CORRENTE

l

Fig.18 Per collegare ad unantenna vertica-le un cavo coassiale da 75 ohm, si deve u-tilizzare uno stilo lungo 1/4 donda per a-vere sulla sua base un Ventre di correntecon una bassa impedenza.

1/2

6.000

Ohm

VENTRE

TENSIONE

NODO

CORRENTE

75

Ohm

6.000Ohm

VENTRE

CORRENTE

NODO

TENSIONE

VENTRE

TENSIONE

NODO

CORRENTE

l

Fig.17 Unantenna a mezzonda posta in po-sizione verticale presenta sempre al suocentro una impedenza di 75 ohm e alle sueestremit una impedenza di 6.000 ohm co-me unantenna orizzontale.


13/255

impedenza di circa 6.000 ohm:

10 : 6.000 = 0,04 amper

10 x 6.000 = 244,9 volt

Se allantenna colleghiamo un trasmettitore cheeroga una potenza di 150 watt (vedi fig.21), al cen-

tro del dipolo ci ritroveremo:

150 : 75 = 1,41 amper

150 x 75 = 106 volt

e alle due estremit, ammesso che presenti unaimpedenza di circa 6.000 ohm:

150 : 6.000 = 0,158 amper

150 x 6.000 = 948,6 volt

Se invece allantenna colleghiamo un trasmettito-re che eroga una potenza di 600 watt, al centrodel dipolo ci ritroveremo:

600 : 75 = 2,82 amper

600 x 75 = 212 volt

e alle due estremit, questi valori:

600 : 6.000 = 0,31 amper

600 x 6.000 = 1.897 volt

Con questo esempio avrete compreso perch,quando si stendono due fili per realizzare dei di-

poli per trasmettitori di media o elevata potenza,sia necessario collegare ad entrambe le loro e-stremit degli ottimi isolatori di ceramica o di al-tro materiale isolante.

ANTENNA pi CORTA o pi LUNGA

Se lantenna ha una lunghezza corretta, la massi-ma corrente delle due semionde positiva e ne-gativa si trover sempre posizionata in corrispon-denza del suo centro (vedi fig.22), quindi su questopunto ci ritroveremo una impedenza di 52-75 ohm.

Se lantenna risulta picorta o pilunga rispettoalla lunghezza richiesta, il valore dimpedenza va-ria notevolmente creando in trasmissione delleonde stazionarie che introdurranno delle perditedelle quali parleremo in un altro capitolo.

Osservando la fig.23, dove abbiamo disegnatounantenna pi corta rispetto a met lunghezzadonda, risulta evidente che la semionda positivaper poter completare il suo ciclo costretta a pro-seguire occupando la lunghezza mancante e da

12

75Ohm

6.000Ohm

6.000Ohm

NODOCORRENTE

VENTRECORRENTE

NODOCORRENTE

75Ohm

VENTRECORRENTE

3/4

l

Fig.19 La stessa impedenza di 75 ohm sarpresente anche utilizzando uno stilo lungo3/4 donda, perch sulla sua base sar pre-sente sempre un Ventre di corrente con u-na bassa impedenza.

948Volt

0,16Amp.

106Volt

1,4Amp.

948Volt

0,16Amp.

150 WATT

Fig.21 Applicando 150 watt su una impe-denza di 75 ohm, al suo centro scorrer u-na corrente di 1,41 amper e una tensione di106 volt. Alle due estremit sar presenteuna elevata tensione di 948 volt.

245Volt

0,04Amp.

27,38Volt

0,36Amp.

245Volt

0,04Amp.

10 WATT

Fig.20 Applicando 10 watt su una impe-denza di 75 ohm, al centro scorrer una cor-rente di 0,365 amper e una tensione del va-lore di 27,38 volt. Alle due estremit sarpresente una elevata tensione di 245 volt.


14/255

questo punto inizier la semionda negativa.In tal modo il Ventre di corrente, cio il punto in cui presente la massima corrente, non si troverpi posizionato in corrispondenza del centro.Di conseguenza sul centro dellantenna non sa-ranno pi presenti 75 ohm, ma un valore diverso.

Se passiamo alla fig.24, dove abbiamo disegnatounantenna pilunga rispetto alla met lunghezzadonda, notiamo che la semionda positiva com-pleter il suo ciclo ancor prima di raggiungere lasua estremit e da questo punto inizier la se-mionda negativa.Anche in questo caso il Ventre di corrente non sitrover pi collocato sul centro e di conseguenza incorrispondenza del centro dellantenna non saran-no presenti 75 ohm, ma un valore diverso.

Modificando leggermente la lunghezza del dipolo

potremo far scendere la sua impedenza sui 52ohm oppure la potremo far salire sui 85 ohm.

PERDITE per DISADATTAMENTO

Per irradiare nello spazio la potenza RF totale ge-nerata dal trasmettitore necessario che questavenga interamente trasferita sullantenna e per ot-tenere questa condizione indispensabile che visia un perfetto adattamento di impedenza tra lan-tenna e il cavo coassiale di discesa e ovviamen-te anche un perfetto adattamento tra luscita del

trasmettitore o lingresso del ricevitore ed il ca-vo coassiale utilizzato.

Come saprete, i cavi coassiali commerciali han-no un valore dimpedenza di 50-52 ohm per usoradioamatoriale e di 75 ohm per uso TV.

Ammesso che il dipolo presenti al suo centro unaimpedenza di 52 ohm, basta collegare un cavocoassiale che abbia questa stessa impedenza pertrasferire, senza nessuna perdita, tutta la poten-za erogata da un trasmettitore.

Se lantenna fosse picorta o pilunga come vi-sibile nelle figg.23-24, non risultando pi presentesul punto di giunzione del cavo coassiale un va-lore dimpedenza di 52 o 75 ohm, si determine-rebbe una perdita di potenza; infatti, a causa diquesto disadattamento dimpedenza, non risulte-rebbe pi possibile trasferire tutta la potenza RFgenerata dal trasmettitore verso lantenna.

Per verificare se esistono dei disadattamenti tralimpedenza dellantenna e quella del cavo coas-

siale si usa uno strumento chiamato Misuratore di

13

75Ohm

VENTRE CORRENTE POSITIVO

VENTRE CORRENTE NEGATIVO

Fig.22 Se lantenna ha una lunghezza pariad unesatta met di lunghezza donda, alsuo centro sar sempre presente il piccomassimo della semionda positiva e di quel-la negativa, quindi il valore della sua impe-denza rimarr fisso sui 75 ohm.

75Ohm



75Ohm

Fig.24 Se lantenna risulta pi lunga, la se-mionda positiva completer il suo ciclo an-cor prima di raggiungere lestremit del fi-lo e poich qui partir la semionda negati-va, i due Ventri di corrente non si trove-ranno mai posizionati al centro.

75Ohm



75Ohm

Fig.23 Se lantenna risulta molto corta, la

semionda positiva per completare il suo ci-clo utilizzer anche il filo che dovrebbe ser-vire alla semionda negativa e in tal modo idue Ventri di corrente delle semionde nonsi troveranno mai al centro.
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ROS (Rapporto Onde Stazionarie) conosciuto an-che come Misuratore di SWR (Standing Wave Ra-dio) vedi fig.25.

Questo strumento indica con un rapporto la diffe-renza tra due diverse impedenze.

Conosciuta questa differenza possibile calcola-re le perdite usando questa formula:

fattore perdita = (ROS - 1) : (ROS + 1)2

Ammesso che lantenna presenti una impedenzadi 180 ohm e il cavo coassiale di 52 ohm, lo stru-mento indicher un valore ROS pari a 3,461.

Questo numero 3,461 si ottiene anche svolgendo

la seguente operazione:

180 : 52 = 3,461

Conoscendo il valore di ROS possibile calcolareil fattore di perdita (vedi fig.26):

(3,461 - 1) : (3,461 + 1)2 = 0,30

Per svolgere questa operazione faremo:

3,461 1 = 2,461

3,461 + 1 = 4,461

quindi divideremo il primo numero per il secondo:

2,461 : 4,461 = 0,5516

poi eleveremo al quadrato questo numero:

0,5516 x 0,5516 = 0,30

Per conoscere il fattore di perdita dovremo molti-plicare la potenza erogata dal trasmettitore per

questo numero.

14

VERSOL' ANTENNARICETRASMETTITORE

MISURATORE ROS

Fig.25 Per controllare se la lunghezza dellantenna risulta maggiore o minore rispettoalla frequenza di lavoro, bisogna collegare tra luscita del trasmettitore e il cavo coas-siale uno strumento chiamato SWR o ROS. Pi elevato il rapporto delle onde sta-zionarie, pi aumentano le perdite RF per disadattamento dimpedenza.

1,0 0,000

1,1 0,002

1,2 0,008

1,3 0,017

1,4 0,030

1,5 0,040

1,6 0,053

1,7 0,067

1,8 0,082

1,9 0,096

2,0 0,111

2,1 0,126

2,2 0,140

2,3 0,1552,4 0,169

2,5 0,184

2,6 0,197

2,7 0,211

2,8 0,224

2,9 0,237

3,0 0,250

3,1 0,260

3,2 0,270

3,3 0,286

3,4 0,298

3,5 0,3093,6 0,319

3,7 0,330

3,8 0,340

3,9 0,350

4,0 0,360

4,1 0,370

4,2 0,380

4,3 0,390

4,4 0,397

4,5 0,405

4,6 0,414

4,7 0,422

4,8 0,430

4,9 0,437

5,0 0,445

5,1 0,452

5,2 0,459

5,3 0,466

5,4 0,473

5,5 0,4795,6 0,486

5,7 0,492

5,8 0,498

5,9 0,504

6,0 0,510

6,1 0,516

6,2 0,522

6,3 0,527

6,4 0,533

6,5 0,538

6,6 0,543

6,7 0,5486,8 0,553

6,9 0,558

7,0 0,563

7,5 0,585

8,0 0,605

9,0 0,640

FATTOREperdita

SWRROS

FATTOREperdita

SWRROS

TABELLA N.2 per ricavare il fattore Perdita

Fig.26 Lo strumento SWR o ROS misura lapotenza che lantenna non riesce ad irra-diare per disadattamento dimpedenza.


16/255

Ammesso di avere un trasmettitore che eroga u-na potenza di 50 watt, moltiplicando tale valoreper 0,30 sapremo quanti watt verranno dispersi:

50 x 0,30 = 15 watt

quindi lantenna non irradier pi una potenza di

50 watt, ma soltanto di:

50 15 = 35 watt

Per evitare queste perdite occorre calcolare in mo-do perfetto la lunghezza dellantenna, ma poichil calcolo teorico non corrisponde mai a quello pra-tico perch limpedenza pu essere influenzata datanti fattori esterni, si dovr sempre controllare conun Misuratore di ROS che non vi siano delle on-de stazionarie, che possono essere facilmente e-liminate accorciando o allungando leggermente la

lunghezza del filo.

Ammesso che lantenna risulti leggermente disa-dattata, cio presenti sul suo centro una impe-denza di 64 ohm anzich i richiesti 52 ohm, perconoscere il fattore di perdita come prima opera-zione divideremo 64 per 52:

64 : 52 = 1,23

come seconda operazione eseguiremo:

1,23 1 = 0,23

1,23 + 1 = 2,23

poi divideremo il primo valore per il secondo ed ot-terremo:

0,23 : 2,23 = 0,103

eleveremo questo numero al quadrato:

0,103 x 0,103 = 0,01

dopodich moltiplicheremo il valore cos ottenuto

per la potenza erogata dal trasmettitore, cio 50watt e in tal modo conosceremo i watt di perdita:

50 x 0,01 = 0,5 watt

pertanto sullantenna giungeranno solo:

50 0,5 = 49,5 watt

una perdita che possiamo considerare accettabile.

Le stesse perdite che si verificano in trasmissio-

ne, si verificano anche in ricezione.

Ammesso di avere sempre unantenna che pre-senta una impedenza di 180 ohm collegata ad uncavo coassiale 52 ohm, avremo un ROS pari a:

180 : 52 = 3,461

Per conoscere il fattore di perdita utilizzeremo la

formula che gi conosciamo:

(3,461 - 1) : (3,461 + 1)2 = 0,30

Se sui morsetti dellantenna il segnale captato hauna tensione di 10 microvolt, a causa di questodisadattamento perderemo:

10 x 0,30 = 3 microvolt

quindi sullingresso del ricevitore giungeranno sol-tanto:

10 - 3 = 7 microvolt

Nota = In questo volume vi proponiamo diversi pro-getti di Misuratore di ROS.

LA RISONANZA ARMONICA

Unantenna calcolata per una determinata fre-quenza riesce a risuonare anche sulle sue fre-quenze armoniche.

Quindi se abbiamo costruito unantenna calcolataper una frequenza di 14 MHz, questa potr entra-re in risonanza anche per frequenze multiple di 14MHz, vale a dire 28-42-56-70 MHz.

Anche se unantenna riesce ad entrare in risonanzacon le sue armoniche, dobbiamo far presente chequesta risulta efficiente solo per le armoniche disparie non per quelle pari e ora ne spieghiamo il motivo.

Se su un dipolo a 1/2 onda calcolato per i 14 MHzapplichiamo questa frequenza, in corrispondenzadel suo centro risulter presente la massima cor-

rente della sua semionda (vedi fig.27), quindi unvalore dimpedenza di 52-75 ohm.Su questo punto potremo tranquillamente collega-re un cavo coassiale da 52-75 ohm perch questaimpedenza, risultando perfettamente identica aquella dellantenna, non dar origine ad alcun di-sadattamento dimpedenza.

Facendo risuonare lantenna sulla sua prima ar-monica pari, cio14 x 2 = 28 MHz, al centro ri-sulter presente la minima corrente (vedi fig.28),quindi ci ritroveremo un valore dimpedenza molto

elevato che si aggira intorno ai 5.000-6.000 ohm.

15


17/255

Se su questo punto colleghiamo un cavo coassialeche presenta una impedenza di 52-75 ohm avre-mo un ROS pari a 6.000 : 75 = 80 e questo eleva-to disadattamento non permetter al segnale RFdi trasferirsi dal cavo coassiale verso lantenna.

Per evitare questo disadattamento sarebbe suffi-

ciente spostare il cavo ad una distanza di 1/4 don-da (vedi fig.29), perch su questo punto ci ritrove-remo nuovamente la massima corrente di una se-mionda che presenta un valore dimpedenza chesi aggira intorno ai 52-75 ohm.

Facendo risuonare lantenna sulla prima armonicadispari, cio14 x 3 = 42 MHz, al centro otterre-mo nuovamente la massima corrente di una se-mionda (vedi fig.30); essendo presente su questopunto un valore dimpedenza di 52-75 ohm, potre-mo tranquillamente collegare un cavo coassiale da52-75 ohm perch, risultando questa impedenzaperfettamente identica a quella dellantenna, non siavr nessun disadattamento dimpedenza.

Quindi unantenna calcolata per una determinatafrequenza pu essere utilizzata anche per le suesole armoniche dispari, perch in corrisponden-za del punto sul quale collegheremo il cavo coas-siale ci ritroveremo sempre un valore dimpeden-za di 52-75 ohm.

Viceversa, con le armoniche pari, ci ritroveremocon dei valori dimpedenza di 5.000-6.000 ohm che

non potranno mai adattarsi ai 52-75 ohm del ca-vo coassiale.

POLARIZZAZIONE del SEGNALE

Il termine polarizzazione si riferisce alla direzionedei campi elettrici emessi dallantenna.

Unantenna collocata in posizione orizzontale ri-spetto al suolo irradia onde con una polarizzazio-ne orizzontale (vedi fig.31) e unantenna colloca-ta in posizione verticale irradia onde con una po-larizzazione verticale (vedi fig.32).

Se lantenna viene collocata in posizione inclina-ta rispetto al suolo, il campo elettrico risulter com-posto da due componenti, uno con polarizzazioneorizzontale ed uno con polarizzazione verticale.

Esistono anche delle particolari antenne (usate persatelliti meteo e TV) che possono irradiare segna-li con polarizzazione circolare di tipo destrorsoo sinistrorso.

Per captare il massimo segnale RF necessario

che lantenna ricevente risulti collocata nella stes-

16

75Ohm

14MHz

1/2l

Fig.27 Al centro di unantenna a 1/2 cal-colata per una frequenza di 14 MHz sem-pre presente un Ventre di corrente con unaimpedenza di circa 75 ohm.

75Ohm

6.000Ohm

6.000Ohm

6.000Ohm

75Ohm

28MHz

1/2l 1/2l

Fig.28 Se in unantenna calcolata per i 14MHz viene applicata una frequenza di 28MHz, al suo centro sar presente un Nododi corrente e una impedenza di 6.000 ohm.

1/4

75Ohm

28MHz

l 2/4l 3/4l 4/4l

Fig.29 Per alimentare unantenna calcolataper i 14 MHz con una frequenza di 28 MHz, necessario collegare il cavo coassiale ad1/4 per avere nuovamente 75 ohm.

2/2l 3/2l

75Ohm

42MHz

1/2l

Fig.30 Unantenna calcolata per i 14 MHzpu funzionare anche sui 42 MHz, perchal suo centro risulter sempre presente unVentre di corrente.


18/255

sa posizione in cui risulta collocata lantenna tra-smittente, diversamente capteremo il segnale conuna minor intensit.

Per farvene comprendere il motivo vi proponiamoun semplice esempio.

Se abbiamo un rubinetto con una apertura ret-tangolare ed un imbuto provvisto di un imboccorettangolare (vedi fig.33) e desideriamo riempireuna bottiglia con lacqua che fuoriesce dal rubinet-to, ovvio che, posizionando limbocco dellimbu-

to in senso longitudinale rispetto allapertura del ru-binetto, non perderemo nessuna goccia dacqua.

Ruotando invece limbuto a 90 ne raccoglierem-mo una quantit minore.

Un segnale con polarizzazione orizzontale pre-senta il vantaggio di risultare meno influenzabile dadisturbi di origine elettrica ed atmosferica.

Un segnale con polarizzazione verticale presen-ta il vantaggio di avere un lobo di radiazione mol-to basso rispetto al suolo, quindi permette di rag-giungere distanze maggiori.

Uno degli svantaggi propri dellantenna verticale quello di richiedere per le onde decametriche (80-40-20 metri) degli stili verticali di dimensioni rag-

guardevoli che non sempre si riesce ad installare.

Unantenna verticale pu captare anche onde conpolarizzazione orizzontale e di conseguenza an-che unantenna orizzontale pu captare onde conpolarizzazione verticale, ma con una minore in-tensit (vedi esempio rubinetto di fig.33).

Salvo una inversione di fase causata da riflessionio rifrazioni del suolo o della ionosfera, unonda conuna polarizzazione orizzontale rimane sempre o-rizzontale e unonda con polarizzazione verticalerimane sempre verticale.

LALTEZZA dal suolo modifica lIMPEDENZA

Come gi sapete, limpedenza di unantenna va-ria al variare della sua lunghezza, della vicinanzacon corpi circostanti che possono assorbire o ri-flettere i segnali ed anche dellaltezza dellantennarispetto alla terra, perch questa determina la fa-se e lampiezza dellonda riflessa che dal suolo ri-torna verso lantenna.

Dicendo terra non si deve mai considerare il suo-

17

Fig.33 Per comprendere limportanza dello-rientamento di unantenna, immaginatevi diavere un rubinetto (antenna trasmittente)che abbia unapertura rettangolare e di a-vere un imbuto (antenna ricevente) semprecon una apertura rettangolare. Per non per-dere nessuna goccia dacqua, dovrete po-sizionare limbuto nello stesso verso della-pertura del rubinetto.

POLARIZZAZIONE ORIZZONTALE

POLARIZZAZIONE VERTICALE

Fig.31 Collocando un dipoloin posizione orizzontale, le on-de radio si propagherannocon una polarizzazione oriz-zontale rispetto al suolo.

Fig.32 Collocando un dipoloin posizione verticale, le onderadio si propagheranno conuna polarizzazione verticalerispetto al suolo.


19/255

lo sul quale camminiamo, infatti le onde possonovenire riflesse a una certa profondit del suolo infunzione della loro frequenza.

Quindi se unantenna installata sul tetto di unacasa, non si dovranno considerare come piano ter-ra le tegole che ricoprono la casa, ma eventuali

parti metalliche presenti in ogni costruzione ed an-che tutti i fili elettrici che corrono al suo interno.

Per questo motivo non si pu mai definire un pre-ciso valore di distanza terra, perch troppi sono ifattori che concorrono a farlo variare.

Pertanto, se accordiamo in modo perfetto unan-tenna con un Misuratore di ROS, poi installiamoquesta stessa antenna in due luoghi diversi, non ri-leveremo mai la stessa impedenza, ma la dovre-mo sempre riaccordare, accorciandola oppure al-lungandola.

Se abbiamo unantenna a 1/2 donda collocata inposizione orizzontale e che in teoria dovrebbepresentare una impedenza di 75 ohm, osservan-do la fig.36 potremo notare che la sua impedenzavaria al variare dellaltezza dal suolo in rapporto al-la lunghezza donda di lavoro.Se abbiamo unantenna calcolata per lavorare su

una lunghezza donda di 10 metri e la collochia-mo ad unaltezza di 0,75 rispetto alla sua lunghez-za donda, cio a:

10 x 0,75 = 7,5 metri

avremo una impedenza di 75 ohm.

Se la collochiamo ad unaltezza di 0,87 rispetto al-la sua lunghezza donda, cio a:

10 x 0,87 = 8,7 metri


18

270

0

90

180

60300

30330

120240

150210

- 2- 4- 6- 8- 10

- 20

ANTENNA ORIZZONTALE

0

90

0

30

60- 2- 4- 6- 8- 10

- 20

30

60

ANTENNA VERTICALE

270

0

90

180

60300

30330

120240

150210

- 2- 4- 6- 8- 10

- 20

0

90

0

30

60- 2- 4- 6- 8- 10

- 20

30

60

Fig.34 A sinistra, il diagramma di irradiazione diun dipolo a 1/2 sul piano orizzontale e, sulla de-stra, il diagramma di irradiazione sul piano verti-cale. Come si pu notare, un dipolo irradia e rice-ve il massimo segnale davanti e dietro.

Fig.35 A sinistra, il diagramma di irradiazione diun dipolo a 1/4 sul piano orizzontale e sulla de-

stra il diagramma di irradiazione sul piano verti-cale. Come si pu notare, il dipolo irradia e rice-ve il massimo segnale sui 360.


20/255

Se la collochiamo ad unaltezza di 1,1 rispetto allasua lunghezza donda, cio a:

10 x 1,1 = 11 metri


Se abbiamo unantenna a 1/4 donda posta in po-sizione verticale, potremo notare, osservando lafig.37, che la sua impedenza varier molto menorispetto allaltezza dal suolo.

IL DIAMETRO del FILO o del TUBO

Il diametro del filo o del tubo utilizzato per realiz-zare unantenna influenza il valore della sua im-pedenza e la sua larghezza di banda.

Pi sottile il diametro del filo, piaumenta il va-lore della sua resistenza ohmica e pidiminui-

sce la sua larghezza di banda.

Maggiore risulta il diametro del filo, pi si riduceil valore della sua resistenza ohmica e pi au-menta la sua larghezza di banda.

La formula per ricavare il valore della resistenzaohmica di un 1 metro di filo o di un tubo utilizza-to per realizzare unantenna la seguente:

ohm x metro = (0,0083 : d) x MHz

d = il diametro del filo espresso in millimetri.

Quindi se realizziamo unantenna per i 7 MHz uti-lizzando del filo di rame del diametro di 2 mm,questo presenter una resistenza di:

(0,0083 : 2) x 7 = 0,01 ohm

Se realizziamo questa stessa antenna con del filodi rame del diametro di 4 mm, questo presenter

una resistenza di:

(0,0083 : 4) x 7 = 0,005 ohm

Se realizziamo unantenna per i 144 MHz utiliz-zando del filo di rame del diametro di 2 mm, que-sto presenter una resistenza di:

(0,0083 : 2) x 144 = 0,049 ohm

Se realizziamo questa stessa antenna con del filodi rame del diametro di 4 mm, questo presenteruna resistenza di:

(0,0083 : 4) x 144 = 0,024 ohm

Se usiamo un tubo di alluminio anzich di rame,il valore calcolato andr moltiplicato per 1,56.

Poich questo valore ohmico, sia se usiamo delfilo sottile che se usiamo del filo grosso, modificain modo irrisorio limpedenza di unantenna, neicalcoli non viene mai considerato.

Il diametro del filo o del tubo influenza molto la lar-ghezza della banda di lavoro.

19

0,25 0,5 0,75 1,0 1,25 1,5 1,75 2,0 2,25 2,5

ANTENNA ORIZZONTALE

40

50

60

70

80

90

100

ALTEZZA SUL SUOLO IN LUNGHEZZE D'ONDA

RADIAZION

EINOHM

0,25 0,5 0,75 1,0 1,25 1,5 1,75 2,0 2,25 2,5

ANTENNA VERTICALE

ALTEZZA SUL SUOLO IN LUNGHEZZE D'ONDA

40

50

60

70

80

90

100

RADIAZION

EINOHM

Fig.36 Limpedenza caratteristica di una an-tenna orizzontale varia notevolmente al va-riare dellaltezza dal suolo. Se lantenna vie-ne collocata ad unaltezza maggiore di 0,75

rispetto alla sua lunghezza donda, la suaimpedenza pu variare da un minimo di 70ohm ad un massimo di 85 ohm.

Fig.37 Limpedenza caratteristica di una an-tenna verticale rimane quasi costante al va-riare dellaltezza dal suolo. Se lantenna vie-ne collocata ad unaltezza maggiore di 0,5

rispetto alla sua lunghezza donda, la suaimpedenza pu variare da un minimo di 50ohm ad un massimo di 60 ohm.


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Se si usa un filo sottile la banda passante risultamolto ristretta, se si usa un filo molto grosso labanda passante risulta invece molto ampia.

Ad esempio, se realizziamo unantenna con del fi-lo sottile calcolata per una frequenza di 144 MHz,potremo utilizzarla in trasmissione senza nessu-

na perdita da 143 a 145 MHz, cio su una bandadi frequenze molto ristretta.

Se realizziamo la stessa antenna con un tondinodel diametro non inferiore ai 5 mm, la potremo u-tilizzare in trasmissione senza nessuna perdita da130 a 150 MHz, cio su una banda piampia.

Dobbiamo far presente che lalta frequenza scor-re solo ed esclusivamente sulla superficie ester-na di un conduttore e per questo motivo viene de-finita ad effetto pelle, per indicare appunto che

scorre sulla superficie e non allinterno del corpo.

La parte interna di un conduttore non perci per-corsa dalla RF ed infatti, come potrete notare, granparte delle antenne di ridotte dimensioni vengonorealizzate con dei tubi e non con tondini pieni.

IL SIMBOLO

La lunghezza del braccio di unantenna viene sem-pre indicata con il simbolo (lambda) che signifi-

ca lunghezza donda, quindi se in un disegno tro-viamo questi simboli:

= questa lunga 1 lunghezza donda

1/2 = questa lunga 1/2 lunghezza donda

1/4 = questa lunga 1/4 lunghezza donda

In qualche disegno possibile invece trovare que-sti simboli /2 oppure /4, che, come potete facil-mente intuire, significano:

/2 = lunghezza donda divisa per 2

/4 = lunghezza donda divisa per 4

Poich nel calcolo della lunghezza donda occor-re sempre considerare il fattore K, consigliamo diusare le formule riportate qui di seguito.

Infatti, anche se inizialmente abbiamo affermatoche per ricavare la lunghezza donda occorre di-videre il numero 300.000 per la frequenza, in pra-tica per ottenere la lunghezza del filo richiesta perunantenna a 1 - 1/2 - 1/4 donda preferibile uti-lizzare le formule sottoriportate essendo in queste

gi

incluso il fattore K:

20

CALCOLO per 1/2 LUNGHEZZA DONDA

lunghezza in metri = 144.000.000 : Hertz

lunghezza in metri = .144.000 : KHz

lunghezza in metri = .. 144 : MHz

lunghezza in centimetri = 14.400 : MHz

Se in un manuale trovate indicata una lunghezza0,96 /2, sottinteso che il numero 0,96 il fatto-re K, quindi per calcolare la lunghezza di una qual-siasi antenna non potrete usare le formule sopra-riportate.In tali casi il numero da usare 300.000 se la fre-quenza espressa in KHz, oppure 300 se e-spressa in MHz, poi il risultato andrmoltiplicatoper il numero 0,96.

LA TABELLA dei dB (decibel)

Prima di presentarvi i diversi tipi di antenna che po-tete usare sia in ricezione che in trasmissione,abbiamo ritenuto opportuno riportare nelle paginesuccessive la Tabella dei dB, che vi sar molto u-

tile per calcolare il guadagno o lattenuazione diun segnale sia in tensione che in potenza:

- la colonna tensione si usa per i volt;- la colonna potenza si usa per i watt.

Per calcolare un guadagno si moltiplica il valoredella tensione o della potenza, preso come riferi-mento, per il numero riportato nella colonna.

Per calcolare unattenuazione si divide il valoredella tensione o della potenza, preso come riferi-mento, per il numero riportato nella colonna.

CALCOLO per 1 LUNGHEZZA DONDA


lunghezza in metri = .288.000 : KHz

lunghezza in metri = .. 288 : MHz


CALCOLO per 1/4 LUNGHEZZA DONDA


lunghezza in metri = 72.000 : KHz

lunghezza in metri = .72 : MHz



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TABELLA dei decibel da 0 dB a 34,7 dB

0,0 1,000 1,0000,1 1,012 1,0230,2 1,023 1,047

0,3 1,035 1,0720,4 1,047 1,0960,5 1,059 1,1220,6 1,072 1,1480,7 1,084 1,1750,8 1,096 1,2020,9 1,109 1,2301,0 1,122 1,2591,1 1,135 1,2881,2 1,148 1,3181,3 1,161 1,3491,4 1,175 1,3801,5 1,189 1,4131,6 1,202 1,4451,7 1,216 1,4791,8 1,230 1,5141,9 1,245 1,5492,0 1,259 1,5852,1 1,274 1,6222,2 1,288 1,6602,3 1,303 1,6982,4 1,318 1,7382,5 1,334 1,7782,6 1,349 1,8202,7 1,365 1,8622,8 1,380 1,9052,9 1,396 1,950

3,0 1,413 1,9953,1 1,429 2,0423,2 1,445 2,0893,3 1,462 2,1383,4 1,479 2,1883,5 1,496 2,2393,6 1,514 2,2913,7 1,531 2,3443,8 1,549 2,3993,9 1,567 2,4554,0 1,585 2,5124,1 1,603 2,5704,2 1,622 2,630

4,3 1,641 2,6924,4 1,660 2,7544,5 1,679 2,8184,6 1,698 2,8844,7 1,718 2,9514,8 1,738 3,0204,9 1,758 3,0905,0 1,778 3,1625,1 1,799 3,2365,2 1,820 3,3115,3 1,841 3,3885,4 1,862 3,4675,5 1,884 3,5485,6 1,905 3,631

dB TENSIONE POTENZA

5,7 1,928 3,7155,8 1,950 3,8025,9 1,972 3,890

6,0 1,995 3,9816,1 2,018 4,0746,2 2,042 4,1696,3 2,065 4,2666,4 2,089 4,3656,5 2,113 4,4676,6 2,138 4,5716,7 2,163 4,6776,8 2,188 4,7866,9 2,213 4,8987,0 2,239 5,0127,1 2,265 5,1297,2 2,291 5,2487,3 2,317 5,3707,4 2,344 5,4957,5 2,371 5,6237,6 2,399 5,7547,7 2,427 5,8887,8 2,455 6,0267,9 2,483 6,1668,0 2,512 6,3108,1 2,541 6,4578,2 2,570 6,6078,3 2,600 6,7618,4 2,630 6,9188,5 2,661 7,0798,6 2,692 7,244

8,7 2,723 7,4138,8 2,754 7,5868,9 2,786 7,7629,0 2,818 7,9439,1 2,851 8,1289,2 2,884 8,3189,3 2,917 8,5119,4 2,951 8,7109,5 2,985 8,9139,6 3,020 9,1209,7 3,055 9,3339,8 3,090 9,5509,9 3,126 9,772

10,0 3,162 10,0010,1 3,199 10,2310,2 3,236 10,4710,3 3,273 10,7110,4 3,311 10,9610,5 3,350 11,2210,6 3,388 11,4810,7 3,428 11,7510,8 3,467 12,0210,9 3,508 12,3011,0 3,548 12,5911,1 3,589 12,8811,2 3,631 13,1811,3 3,673 13,49

dB TENSIONE POTENZA

11,4 3,715 13,8011,5 3,758 14,1211,6 3,802 14,45

11,7 3,846 14,7911,8 3,890 15,1411,9 3,936 15,4912,0 3,981 15,8512,1 4,027 16,2212,2 4,074 16,6012,3 4,121 16,9812,4 4,169 17,3812,5 4,217 17,7812,6 4,266 18,2012,7 4,315 18,6212,8 4,365 19,0512,9 4,416 19,5013,0 4,467 19,9513,1 4,519 20,4213,2 4,571 20,8913,3 4,624 21,3813,4 4,677 21,8813,5 4,732 22,3913,6 4,786 22,9113,7 4,842 23,4413,8 4,898 23,9913,9 4,955 24,5514,0 5,012 25,1214,1 5,070 25,7014,2 5,129 26,3014,3 5,188 26,91

14,4 5,248 27,5414,5 5,309 28,1814,6 5,370 28,8414,7 5,433 29,5114,8 5,495 30,2014,9 5,559 30,9015,0 5,623 31,6215,1 5,689 32,3615,2 5,754 33,1115,3 5,821 33,8815,4 5,888 34,6715,5 5,957 35,4815,6 6,026 36,31

15,7 6,095 37,1515,8 6,166 38,0215,9 6,237 38,9016,0 6,310 39,8116,1 6,383 40,7416,2 6,457 41,6916,3 6,531 42,6616,4 6,607 43,6516,5 6,683 44,6716,6 6,761 45,7116,7 6,839 46,7716,8 6,918 47,8616,9 6,998 48,9817,0 7,079 50,12

dB TENSIONE POTENZA


23/255

22

17,1 7,161 51,2917,2 7,244 52,4817,3 7,328 53,7017,4 7,413 54,9517,5 7,499 56,2317,6 7,586 57,54

17,7 7,674 58,8817,8 7,762 60,2617,9 7,852 61,6618,0 7,943 63,1018,1 8,035 64,5618,2 8,128 66,0718,3 8,222 67,6118,4 8,318 69,1818,5 8,414 70,7918,6 8,511 72,4418,7 8,610 74,1318,8 8,710 75,8618,9 8,810 77,62

19,0 8,913 79,4319,1 9,016 81,2819,2 9,120 83,1819,3 9,226 85,1119,4 9,333 87,1019,5 9,441 89,1219,6 9,550 91,2019,7 9,661 93,3219,8 9,772 95,4519,9 9,886 97,7220,0 10,00 100,020,1 10,12 102,320,2 10,23 104,720,3 10,35 107,1

20,4 10,47 109,620,5 10,59 112,220,6 10,71 114,820,7 10,84 117,520,8 10,96 120,220,9 11,09 123,021,0 11,22 125,921,1 11,35 128,821,2 11,48 131,821,3 11,61 134,921,4 11,75 138,021,5 11,88 141,221,6 12,02 144,5

21,7 12,16 147,921,8 12,30 151,421,9 12,44 154,922,0 12,59 158,522,1 12,73 162,222,2 12,88 166,022,3 13,03 169,822,4 13,18 173,822,5 13,33 177,822,6 13,49 182,022,7 13,65 186,222,8 13,80 190,522,9 13,96 195,023,0 14,12 199,5

dB TENSIONE POTENZA

23,1 14,29 204,223,2 14,45 208,923,3 14,62 213,823,4 14,79 218,823,5 14,96 223,923,6 15,14 229,1

23,7 15,31 234,423,8 15,49 239,923,9 15,67 245,524,0 15,85 251,224,1 16,03 257,024,2 16,22 263,024,3 16,41 269,124,4 16,60 275,424,5 16,79 281,824,6 16,98 288,424,7 17,18 295,124,8 17,38 302,024,9 17,58 309,0

25,0 17,78 316,225,1 17,99 323,625,2 18,20 331,125,3 18,41 338,825,4 18,62 346,725,5 18,84 354,825,6 19,05 363,125,7 19,27 371,525,8 19,50 380,225,9 19,72 389,026,0 19,95 398,126,1 20,18 407,426,2 20,42 416,926,3 20,65 426,6

26,4 20,89 436,526,5 21,13 446,726,6 21,38 457,126,7 21,63 467,726,8 21,88 478,626,9 22,13 489,827,0 22,39 501,227,1 22,65 512,927,2 22,91 524,827,3 23,17 537,027,4 23,44 549,527,5 23,71 562,327,6 23,99 575,4

27,7 24,27 588,827,8 24,55 602,627,9 24,83 616,628,0 25,12 631,028,1 25,41 645,628,2 25,70 660,728,3 26,00 676,128,4 26,30 691,828,5 26,61 707,928,6 26,91 724,428,7 27,23 741,328,8 27,54 758,628,9 27,86 776,229,0 28,18 794,3

dB TENSIONE POTENZA

29,1 28,51 812,829,2 28,84 831,829,3 29,17 851,129,4 29,51 871,029,5 29,85 891,229,6 30,20 912,0

29,7 30,55 933,229,8 30,90 955,029,9 31,26 977,230,0 31,62 1.00030,1 31,99 1.02330,2 32,36 1.04730,3 32,73 1.07230,4 33,11 1.09630,5 33,50 1.12230,6 33,88 1.14830,7 34,28 1.17530,8 34,67 1.20230,9 35,07 1.230

31,0 35,48 1.25931,1 35,89 1.28831,2 36,31 1.31831,3 36,73 1.34931,4 37,15 1.38031,5 37,58 1.41331,6 38,02 1.44531,7 38,46 1.47931,8 38,90 1.51431,9 39,35 1.54932,0 39,81 1.58532,1 40,27 1.62232,2 40,74 1.66032,3 41,21 1.698

32,4 41,69 1.73832,5 42,17 1.77832,6 42,66 1.82032,7 43,15 1.86232,8 43,65 1.90532,9 44,16 1.95033,0 44,67 1.99533,1 45,19 2.04233,2 45,71 2.08933,3 46,24 2.13833,4 46,77 2.18833,5 47,31 2.23933,6 47,86 2.291

33,7 48,42 2.34433,8 48,98 2.39933,9 49,54 2.45534,0 50,12 2.51234,1 50,70 2.57034,2 51,29 2.63034,3 51,88 2.69234,4 52,48 2.75434,5 53,09 2.81834,6 53,70 2.88434,7 54,32 2.95134,8 54,95 3.02034,9 55,59 3.09035,0 56,23 3.162

dB TENSIONE POTENZA
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23

TABELLA dei decibel da 34,8 dB a 69,5 dB

35,1 56,88 3.23635,2 57,54 3.31135,3 58,21 3.388

35,4 58,88 3.46735,5 59,57 3.54835,6 60,26 3.63135,7 60,95 3.71535,8 61,66 3.80235,9 62,37 3.89036,0 63,10 3.98136,1 63,83 4.07436,2 64,56 4.16936,3 65,31 4.26636,4 66,07 4.36536,5 66,83 4.46736,6 67,61 4.57136,7 68,39 4.67736,8 69,18 4.78636,9 69,98 4.89837,0 70,79 5.01237,1 71,61 5.12937,2 72,44 5.24837,3 73,28 5.37037,4 74,13 5.49537,5 74,99 5.62337,6 75,86 5.75437,7 76,74 5.88837,8 77,62 6.02637,9 78,52 6.16638,0 79,43 6.310

38,1 80,35 6.45738,2 81,28 6.60738,3 82,22 6.76138,4 83,18 6.91838,5 84,14 7.07938,6 85,11 7.24438,7 86,10 7.41338,8 87,10 7.58638,9 88,10 7.76239,0 89,12 7.94339,1 90,16 8.12839,2 91,20 8.31839,3 92,26 8.511

39,4 93,32 8.71039,5 94,41 8.91339,6 95,50 9.12039,7 96,60 9.33339,8 97,72 9.55039,9 98,85 9.77240,0 100,0 10.00040,1 101,2 10.23040,2 102,3 10.47040,3 103,5 10.71040,4 104,7 10.96040,5 105,9 11.22040,6 107,1 11.48040,7 108,4 11.750

dB TENSIONE POTENZA

40,8 109,6 12.02040,9 110,9 12.30041,0 112,2 12.590

41,1 113,5 12.88041,2 114,8 13.18041,3 116,1 13.49041,4 117,5 13.80041,5 118,8 14.12041,6 120,2 14.45041,7 121,6 14.79041,8 123,0 15.14041,9 124,4 15.49042,0 125,9 15.85042,1 127,3 16.22042,2 128,8 16.60042,3 130,3 16.98042,4 131,8 17.38042,5 133,3 17.78042,6 134,9 18.20042,7 136,5 18.62042,8 138,0 19.05042,9 139,6 19.50043,0 141,3 19.95043,1 142,9 20.42043,2 144,5 20.89043,3 146,2 21.38043,4 147,9 21.88043,5 149,6 22.39043,6 151,4 22.91043,7 153,1 23.440

43,8 154,9 23.99043,9 156,7 24.55044,0 158,5 25.12044,1 160,3 25.70044,2 162,2 26.30044,3 164,1 26.91044,4 166,0 27.54044,5 167,9 28.18044,6 169,8 28.84044,7 171,8 29.51044,8 173,8 30.20044,9 175,8 30.90045,0 177,8 31.620

45,1 179,9 32.36045,2 182,0 33.11045,3 184,1 33.88045,4 186,2 34.67045,5 188,4 35.48045,6 190,5 36.31045,7 192,7 37.15045,8 195,0 38.02045,9 197,2 38.90046,0 199,5 39.81046,1 201,8 40.74046,2 204,2 41.69046,3 206,5 42.66046,4 208,9 43.650

dB TENSIONE POTENZA

46,5 211,3 44.67046,6 213,8 45.71046,7 216,3 46.770

46,8 218,8 47.86046,9 221,3 48.98047,0 223,9 50.12047,1 226,5 51.29047,2 229,1 52.48047,3 231,7 53.70047,4 234,4 54.95047,5 237,1 56.23047,6 239,9 57.54047,7 242,7 58.88047,8 245,5 60.26047,9 248,3 61.66048,0 251,2 63.10048,1 254,1 64.56048,2 257,0 66.07048,3 260,0 67.61048,4 263,0 69.18048,5 266,1 70.79048,6 269,1 72.44048,7 272,3 74.13048,8 275,4 75.86048,9 278,6 77.62049,0 281,8 79.43049,1 285,1 81.28049,2 288,4 83.18049,3 291,7 85.11049,4 295,1 87.100

49,5 298,5 89.12049,6 302,0 91.20049,7 305,5 93.32049,8 309,0 95.50049,9 312,6 97.72050,0 316,2 100.00050,1 319,9 102.30050,2 323,6 104.70050,3 327,3 107.20050,4 331,1 109.60050,5 335,0 112.20050,6 338,8 114.80050,7 342,8 117.500

50,8 346,7 120.20050,9 350,7 123.00051,0 354,8 125.90051,1 358,9 128.80051,2 363,1 131.80051,3 367,3 134.90051,4 371,5 138.00051,5 375,8 141.30051,6 380,2 144.50051,7 384,6 147.90051,8 389,0 151.40051,9 393,5 154.90052,0 398,1 158.50052,1 402,7 162.200

dB TENSIONE POTENZA

25


25/255

24

52,2 407,4 166.00052,3 412,1 169.80052,4 416,9 173.80052,5 421,7 177.80052,6 426,6 182.00052,7 431,5 186.200

52,8 436,5 190.50052,9 441,6 195.00053,0 446,7 199.50053,1 451,9 204.20053,2 457,1 208.90053,3 462,4 213.80053,4 467,7 218.80053,5 473,1 223.90053,6 478,6 229.10053,7 484,2 234.40053,8 489,8 239.90053,9 495,4 245.50054,0 501,2 251.200

54,1 507,0 257.00054,2 512,9 263.00054,3 518,8 269.20054,4 524,8 275.40054,5 530,9 281.80054,6 537,0 288.40054,7 543,2 295.10054,8 549,5 302.00054,9 555,9 309.00055,0 562,3 316.20055,1 568,8 323.60055,2 575,4 331.10055,3 582,1 338.80055,4 588,8 346.700

55,5 595,7 354.80055,6 602,6 363.10055,7 609,5 371.50055,8 616,6 380.20055,9 623,7 389.00056,0 631,0 398.10056,1 638,3 407.40056,2 645,6 416.90056,3 653,1 426.60056,4 660,7 436.50056,5 668,3 446.70056,6 676,1 457.10056,7 683,9 467.700

56,8 691,8 478.60056,9 699,8 489.80057,0 707,9 501.20057,1 716,1 512.90057,2 724,4 524.80057,3 732,8 537.00057,4 741,3 549.50057,5 749,9 562.30057,6 758,6 575.40057,7 767,4 588.80057,8 776,2 602.60057,9 785,2 616.60058,0 794,3 631.00058,1 803,5 645.700

dB TENSIONE POTENZA

58,2 812,8 660.70058,3 822,2 676.10058,4 831,8 691.80058,5 841,4 707.90058,6 851,1 724.40058,7 861,0 741.300

58,8 871,0 758.60058,9 881,0 776.20059,0 891,2 794.30059,1 901,6 812.80059,2 912,0 831.80059,3 922,6 851.10059,4 933,2 871.00059,5 944,1 893.30059,6 955,0 912.00059,7 966,0 933.30059,8 977,2 955.00059,9 988,5 977.20060,0 1.000 1.000.000

60,1 1.012 1.023.00060,2 1.023 1.047.00060,3 1.035 1.072.00060,4 1.047 1.096.00060,5 1.059 1.122.00060,6 1.072 1.148.00060,7 1.084 1.175.00060,8 1.096 1.202.00060,9 1.109 1.230.00061,0 1.122 1.259.00061,1 1.135 1.288.00061,2 1.148 1.318.00061,3 1.161 1.349.00061,4 1.175 1.380.000

61,5 1.188 1.413.00061,6 1.202 1.445.00061,7 1.216 1.479.00061,8 1.230 1.514.00061,9 1.245 1.549.00062,0 1.259 1.585.00062,1 1.273 1.622.00062,2 1.288 1.660.00062,3 1.303 1.698.00062,4 1.318 1.738.00062,5 1.334 1.778.00062,6 1.349 1.820.00062,7 1.365 1.862.000

62,8 1.380 1.905.00062,9 1.396 1.950.00063,0 1.413 1.995.00063,1 1.429 2.042.00063,2 1.445 2.089.00063,3 1.462 2.138.00063,4 1.479 2.188.00063,5 1.496 2.239.00063,6 1.514 2.291.00063,7 1.531 2.344.00063,8 1.549 2.399.00063,9 1.567 2.455.00064,0 1.584 2.512.00064,1 1.603 2.570.000

dB TENSIONE POTENZA

64,2 1.622 2.630.00064,3 1.641 2.692.00064,4 1.660 2.754.00064,5 1.679 2.818.00064,6 1.698 2.884.00064,7 1.718 2.951.000

64,8 1.738 3.020.00064,9 1.758 3.090.00065,0 1.778 3.162.00065,1 1.799 3.236.00065,2 1.820 3.311.00065,3 1.841 3.388.00065,4 1.862 3.467.00065,5 1.884 3.548.00065,6 1.905 3.631.00065,7 1.928 3.715.00065,8 1.950 3.802.00065,9 1.972 3.890.00066,0 1.995 3.981.000

66,1 2.018 4.074.00066,2 2.042 4.169.00066,3 2.065 4.266.00066,4 2.089 4.365.00066,5 2.113 4.467.00066,6 2.138 4.571.00066,7 2.163 4.677.00066,8 2.188 4.786.00066,9 2.213 4.898.00067,0 2.239 5.012.00067,1 2.265 5.129.00067,2 2.291 5.248.00067,3 2.317 5.370.00067,4 2.344 5.495.000

67,5 2.371 5.623.00067,6 2.399 5.754.00067,7 2.427 5.888.00067,8 2.455 6.026.00067,9 2.483 6.166.00068,0 2.512 6.310.00068,1 2.541 6.457.00068,2 2.570 6.607.00068,3 2.600 6.761.00068,4 2.630 6.918.00068,5 2.661 7.079.00068,6 2.692 7.244.00068,7 2.723 7.413.000

68,8 2.754 7.586.00068,9 2.786 7.762.00069,0 2.818 7.943.00069,1 2.851 8.128.00069,2 2.884 8.318.00069,3 2.917 8.511.00069,4 2.951 8.710.00069,5 2.985 8.913.00069,6 3.020 9.120.00069,7 3.055 9.333.00069,8 3.090 9.550.00069,9 3.126 9.772.00070,0 3.162 10.000.000

dB TENSIONE POTENZA


26/255

Il dipolo unantenna bidirezionale composta dadue bracci lunghi 1/4 (vedi fig.1).

Questa antenna presenta al suo centro una im-pedenza che si aggira intorno a valori compresi tra52 e 75 ohm, quindi sui due bracci possibile col-legare direttamente dei cavi coassiali che abbia-no una impedenza di 52 o 75 ohm.

Per ottenere unimpedenza di circa 75 ohm, cal-coleremo i due bracci da 1/4 con le formule:

lunghezza in metri = 72.000 : Kilohertzlunghezza in metri = .72 : Megahertz

Per ottenere una impedenza di circa 52 ohm, cal-coleremo i due bracci con le formule:

lunghezza in metri = 71.150 : Kilohertzlunghezza in metri = 7.150 : Megahertz

Se questo dipolo viene usato in trasmissione, necessario applicare alle due estremit degli otti-mi isolatori, in ceramica oppure in plexiglas, es-sendo presenti su esse, come gi vi abbiamo spie-gato, delle elevate tensioni RF.

Anche in corrispondenza del centro del dipolo, do-ve sono presenti basse tensioni RF, occorre inse-rire un isolatore idoneo a sostenere il cavo coas-siale di discesa come visibile nelle figg.4-5.

La distanza che separa i due bracci al centro non critica, quindi si possono utilizzare dei distan-ziatori lunghi da 2 a 6 centimetri.

Per le sole bande VHF - UHF sarebbe consigliabi-le non superare i 2 centimetri.

CONSIGLI UTILI

Dopo che avrete calcolato la lunghezza dei duebracci a 1/4, potrete tagliarli avendo laccortezzadi eccedere di 5-6 cm per lato cos da poterli poiavvolgere sugli isolatori (vedi fig.2).

Per realizzare dei bracci orizzontali molto lunghi

non usate mai un filo di rame rigido, perch que-sto tende pi facilmente ad allungarsi sotto trazio-ne e sotto il peso della neve o del ghiaccio, quin-di meglio usare del filo a trecciola.

Sui due isolatori posti alle estremit del dipolosarebbe consigliabile applicare, come tiranti, delfilo di nailon per uso agricolo o marino, percholtre ad essere isolante molto resistente.

Se non trovate questo cavetto di nailon, potete u-sare anche della trecciola in rame, aggiungendoalle due estremit un isolatore supplementare co-me visibile in fig.3.

25

IL DIPOLO

1/4 l 1/4 l

VOLTMIN.

VOLTMIN.

VOLTMAX.

VOLTMAX.

CAVO DISCESA75- 52Ohm

Fig.1 Un dipolo composto da due bracci lunghi 1/4. Al centro andr collegato ilcavo coassiale e alle due estremit due isolatori per poter inserire i fili dei tiranti.

STAGNARE TIRANTE ANTENNATRECCIOLA RAME

Fig.2 Quando taglierete le due estremit deibracci da 1/4 fate in modo di tenerli pilunghi di 5-6 cm per poter avvolgere que-sta eccedenza sugli isolatori. Il filo attorci-gliato andr poi saldato.

Fig.3 Se per i tiranti vi servite di fili con-duttori, NON usate mai lunghezze multipledi 1/4 perch potrebbero entrare in riso-nanza. Se i tiranti fossero dei multipli di1/4, interrompeteli con degli isolatori.


27/255

La lunghezza della trecciola usata come tirantenon deve mai risultare un multiplo di 1/4 donda,perch potrebbe entrare in risonanza assorbendoparte del segnale da irradiare.

Se per i tiranti usate una trecciola di rame, dovetericordare di pulire, ogni due-tre anni, gli isolatori

posti alle estremit del dipolo, perch con il passa-re del tempo su questi si depositano pulviscolo, fu-liggine, ed altri residui che ne riducono lefficienza.Per fissare il cavo coassiale al centro del dipolousate un supporto di plexiglas, non dimenticandodi piegare verso il basso lestremit del cavo coas-siale (vedi fig.4) onde evitare che la pioggia o laneve possano infiltrarsi al suo interno.Se non volete ripiegare il cavo a U, consigliamo diapplicare sulla sua estremit del collante al silico-ne del tipo utilizzato dai vetrai.

I DIAGRAMMI DIRRADIAZIONE

Unantenna posta in posizione orizzontale non ir-radia e non capta con la stessa intensit i segna-li su tutti i 360 gradi.

Per rappresentare in modo completo il comporta-mento di unantenna nei confronti della direzionedel segnale si usano i diagrammi dirradiazioneriferiti ai due piani pi importanti, cioorizzontale

e verticale (vedi da fig.6 a fig.12).

Il diagramma di maggiore interesse sempre quel-lo orizzontale, perch da questo possibile rica-vare non solo la direttivit ma anche langolo di a-pertura del dipolo.

Dallesame del diagramma di un dipolo riprodot-to in fig.6, si pu dedurre che la maggiore inten-sit si ottiene in perpendicolare allasse del filo ela minore intensit in senso longitudinale.

In ogni cerchio interno di questi grafici dovrebbe

sempre essere riportata lindicazione dei dB di at-tenuazione, ad esempio 2-4-6-8-10 dB.

Conoscendo il valore in dB, con laiuto della ap-posita Tabella possibile calcolare di quanti mi-crovolt verrattenuato il segnale captato lateral-mente.

Se, ad esempio, un segnale giunge con una in-tensit di 10 microvolt anteriormente e sul retro,cio su 0 e su 180 gradi (vedi fig.7) e con la me-desima intensit anche su 60 o su 300 gradi, in

questultimi due casi lo riceveremo attenuato di cir-

26

Fig.5 Se non volete che il cavo sia ripiega-to a U come visibile in fig.4, dovete ricopri-re la sua estremit con del collante al sili-cone sempre per evitare che lacqua possainfiltrarsi al suo interno.

Fig.4 Per fissare al centro del dipolo il ca-

vo coassiale potete usare un supporto diplastica ripiegando il cavo come visibile infigura, onde evitare che la pioggia possa in-filtrarsi nella calza di schermo.


28/255

27

270

0

90

180

60300

30330

120240

150210

- 2

- 4

- 6- 8- 10

- 20

270

0

90

180

60300

30330

120240

150210

- 2

- 4

- 6- 8- 10

- 20

50W.

50W.

12,55W

.12,55W.

270

0

90

180

60300

30330

120240

150210

- 2

- 4

- 6- 8- 10

- 20

10V.

10V.

10V.10V.

Fig.6 Diagramma dirradiazione sul piano o-

rizzontale di un dipolo. Come potete nota-re, la maggior intensit dirradiazione e diricezione si ottiene sulla parte frontale e po-steriore del dipolo. In ogni cerchio di que-sti diagrammi dovrebbero sempre essere ri-portati i dB di attenuazione.

Fig.7 Se sul lato anteriore e posteriore di undipolo (0-180) giunge un segnale con unaintensit di 10 microvolt e lo stesso se-gnale giunge lateralmente sui 60-300, que-stultimo lo riceverete attenuato di 6 dB, va-le a dire che al ricevitore giungeranno sol-tanto 5 microvolt.

Fig.8 Se applicate ad un dipolo il segnale e-rogato da un trasmettitore da 50 watt, in di-rezione 0-180irradierete la potenza totalegenerata. A chi vi riceve lateralmente sui60-300 giunger un segnale attenuato di6 dB, quindi 50 watt risulteranno parago-nabili a soli 12,55 watt.


29/255

ca 6 dB, quindi guardando la colonna tensione nel-la Tabella dei dB in corrispondenza dei 6 dB tro-veremo 1,995.

Dividendo 10 microvolt per 1,995, sapremo conquale intensit capteremo questi due segnali cheprovengono da 60-300 gradi:

10 : 1,995 = 5 microvolt

Come noterete, lampiezza dei due segnali latera-li giungerattenuata del 50%.

Se a un dipolo colleghiamo un trasmettitore cheeroga una potenza di 50 watt, nelle due direzionidi 0 e 180 gradi (vedi fig.8) verr irradiata la mas-sima potenza, mentre lateralmente nelle due dire-zioni di 60 e 300 gradi il segnale verr irradiato conuna attenuazione di circa 6 dB.

Guardando la colonna potenza nella Tabella deidB (riprodotta allinizio del volume), in corrispon-denza dei 6 dB troviamo il numero 3,981, quindidividendo i 50 watt per questo numero otterremo:

50 : 3,981 = 12,55 watt

Chi ci riceve lateralmente sui 60 o 300 gradi cap-ter dunque questo segnale come se fosse irra-diato da un trasmettitore della potenza di 12,55watt e non pi di 50 watt.

Nelle figg.9-10-11-12 riportiamo i diagrammi dei lo-bi irradiati da un dipolo collocato ad un altezza dal

suolo di 1/2 - 1 - 1,5 - 2.

Un dipolo collocato a 1/2 dal suolo genera duelobi con un angolo di 30 gradi. Se collochiamoquesto dipolo a 2 dal suolo, genera 4 lobi, conangoli dirradiazione di 15-50gradi circa.

I lobi con un maggiore angolo di elevazione rag-giungeranno una distanza minore poich la terra rotonda (vedi fig.13).

I lobi con un minore angolo di elevazione rag-giungeranno una distanza maggiore perch parti-ranno pi radenti rispetto il suolo (vedi fig.14).

Ovviamente le onde che raggiungeranno gli stratiriflettenti della ionosfera verranno nuovamente ri-flesse verso terra a notevole distanza e, raggiun-ta la terra, verranno ancora riflesse verso gli stra-

ti riflettenti della ionosfera: grazie a queste rifles-sioni ripetute riusciranno a raggiungere distanzeconsiderevoli. Solo le onde medie e corte fino a 50MHz verranno riflesse verso la terra, mentre le on-de UHF-VHF-SHF, riuscendo a penetrare neglistrati riflettenti, si perderanno nello spazio.

Come possibile vedere nelle figg.9-10-11-12, va-riando laltezza del dipolo rispetto al suolo, sicreeranno pi lobi verticali perch il suolo si com-porta per i segnali RF come uno specchio.

Se il segnale riflesso dal suolo giunge in fase sul

segnale principale, il suo lobo si rafforza.Se il segnale riflesso dal suolo giunge sfasato sulsegnale principale, il suo lobo si annulla.

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Fig.9 Variando laltezza del dipolo rispettoal suolo varier langolo dirradiazione deilobi sul piano VERTICALE.Collocando il dipolo ad unaltezza pari aMEZZA lunghezza donda, otterrete due so-li lobi con un angolo dirradiazione di circa30 gradi. Quindi le onde radio si irradieran-no dallantenna in tutte le direzioni con que-sto angolo dinclinazione.

Fig.10 Collocando il dipolo ad unaltezzapari a UNA lunghezza donda, otterretequattro lobi dirradiazione con un angolo di15 e di 50 circa. I lobi vengono generatidalla riflessione del segnale con il suoloche si comporta da specchio.Tutti i lobi con un angolo maggiore di 50si irradieranno verso il cielo, che li rifletterverso la terra a notevole distanza.


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Fig.11 Collocando il dipolo ad unaltezzapari a UNA lunghezza donda e MEZZO, ot-terrete sei lobi dirradiazione con un ango-lo di 10 - 30 - 55.

Fig.12 Collocando il dipolo ad unaltezzapari a DUE lunghezze donda, otterrete ot-to lobi dirradiazione con un angolo di 7,5-22,5-40-60circa.

Fig.13 I lobi con un eleva-to angolo dirradiazionenon possono raggiungereelevate distanze perch ilglobo terrestre rotondo.

Fig.14 Le onde che rag-giungono gli strati ionizza-ti della ionosfera vengonoriflesse verso terra a note-vole distanza.


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In mancanza di spazio sufficiente per stendere in

posizione orizzontale un dipolo, esso pu esserecollocato a V rovesciato (vedi fig.1) oppure a Urovesciato (vedi fig.2).

1Esempio di calcolo

Calcolare la lunghezza di due bracci a 1/4 don-da idonei a lavorare sulla frequenza di 14,2 MHz.

Soluzione = Per calcolare la lunghezza di questibracci dovremo usare la formula:

lunghezza in metri = 72 : Megahertz

72 : 14,2 = 5,07 metri

Nota = In pratica i 5,07 metri possono essere ar-rotondati a 5 metri, perch7 millimetri non sonodeterminanti su una lunghezza di 5 metri.

2Esempio di calcolo

Calcolare la lunghezza di due bracci a 1/4 don-da per realizzare un dipolo idoneo a lavorare sul-la banda 144-146 MHz.

Soluzione = Come prima operazione dovremo cal-colare il centro banda svolgendo loperazione:

(144 + 146) : 2 = 145 MHz

Calcoleremo quindi la lunghezza dei due braccisulla frequenza centrale con la formula:

lunghezza in centimetri = 7.200 : Megahertz

7.200 : 145 = 49,65 centimetri

Nota = In pratica questa lunghezza pu essere ar-rotondata a 49-50 centimetri.

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1/4l 1/4

l

DIPOLO a V o a U ROVESCIATO

Fig.1 Se non avete unospazio sufficiente per in-stallare un dipolo in posi-zione orizzontale, potreteanche collocarlo a V.

1/4l 1/4l

Fig.2 I due bracci di 1/4 diun dipolo possono ancheessere ripiegati a U. Alle e-stremit dei bracci vertica-li sempre consigliabileapplicare un peso.


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Questantenna conosciuta con il nome di Zep-pelin perch fu utilizzata per la prima volta sul di-rigibile tedesco Zeppelin.

Questantenna, della lunghezza di 1/2, viene ali-mentata ad una estremit da una linea bifilaresempre della lunghezza di 1/2 (vedi fig.1).

In questa linea bifilare il segnale scorre in oppo-sizione di fase lungo i due fili distanziati di 7-8 cen-timetri, pertanto sulla sua estremit presente unnodo di corrente vale a dire una bassa correntee una elevata tensione.

Queste linee bifilari erano molto usate negli anni1900-1920 perch a quei tempi ancora non esi-

stevano i cavi coassiali da 75-52 ohm, ma oggiche questi cavi si possono reperire in un qualsiasinegozio per CB - Radi

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