Accordo di antenna

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Accordo di antenna

Messaggio: #14283 IW5AFV
26/04/2015, 19:33

Buona sera a tutti .
Una convinzione abbastanza diffusa tra noi radioamatori è che per accordare un’antenna è necessario che l’accordatore sia collegato direttamente sui morsetti dell’antenna, altrimenti si trasmette meno potenza.
Io credo che anche se si usa l’accordatore dell’apparato si trasmette la stessa potenza,
e provo a spiegare il perché, poi magari sentiamo anche il vostro parere.

Come funziona l’accordatore
L’accordatore è sostanzialmente una rete L-C (generalmente a π) che trasforma l’impedenza dell’antenna per adattarla a quella del trasmettitore. E’ un elemento totalmente passivo e a basse perdite.
La condizione di adattamento di impedenza è quella per cui si ha il massimo trasferimento di potenza dal generatore (trasmettitore) al carico (antenna), e non c’è potenza riflessa dal carico.
Per ottenere l’adattamento di impedenza è necessario che la parte reale (resistiva) dell’impedenza del generatore e quella del carico siano uguali, mentre le parti immaginarie (reattive) devono essere uguali ma di segno opposto. In questo modo le parti immaginarie si annullano e rimane solo la parte reale.
Un accordatore di commercio generalmente lavora con un VSWR massimo di 3:1. Il costruttore non specifica il range di impedenze che può accordare, ma solo il VSWR massimo; il che vuol dire che l’accordatore è in grado di adattare qualunque impedenza presenti l’antenna, purchè abbia VSWR minore o uguale a 3:1.

Cosa succede quando collego un’antenna disadattata con un cavo coassiale
Per semplificare la trattazione consideriamo che la perdita del cavo coassiale sia trascurabile. Alle HF, fino a 30MHz, questa assunzione è accettabile. Per esempio 20mt di RG213 perde al massimo 0.6 dB. Altrimenti la trattazione sarebbe più complessa per il fatto che la potenza diretta e quella riflessa variano lungo il cavo a causa delle perdite. Nel caso di un cavo ideale invece queste potenze rimangono costanti.
Il cavo coassiale trasforma l’impedenza che si presenta sui morsetti dell’antenna in una nuova impedenza che cambia al variare della lunghezza elettrica del cavo, ma non modifica il valore del VSWR, ma solo la fase.
Ciò vuol dire che qualunque sia la lunghezza del cavo il VSWR non cambia.
Vediamo allora che differenza c’è a collegare l’accordatore sull’antenna oppure sull’apparato.
1. Se inserito direttamente sui morsetti dell’antenna, trasforma l’impedenza dell’antenna in 50Ω; il cavo di antenna (a 50Ω) che collega l’antenna all’apparato lavora in condizioni di adattamento di impedenza, ed il trasmettitore pure. Tutta la potenza del trasmettitore va in antenna tranne una perdita di qualche decimo di dB dovuta all’accordatore.
2. Se inserito sull’apparato, trasforma l’impedenza che si presenta alla fine del cavo in 50 Ω; il cavo di antenna che collega l’antenna all’apparato lavora in condizioni di onda stazionaria ma il trasmettitore è adattato. Tutta la potenza del trasmettitore va in antenna tranne una perdita di qualche decimo di dB dovuta all’accordatore.
Quindi dal punto di vista energetico le due condizioni sono perfettamente equivalenti: in entrambi i casi l’antenna irradia la stessa potenza.
L’unica differenza è che nel secondo caso il cavo d’antenna è sottoposto ad un’onda stazionaria che crea sovratensione sui ventri dell’onda e sovracorrente sui nodi. Se il cavo non è dimensionato per sopportare questo VSWR potrebbe scaricare sui ventri o fondere sui nodi, quando si trasmettono grosse potenze.
Quindi posso fornire la risposta al quesito che mi ero posto all’inizio: l’accordatore posto sull’apparato funziona bene come quello collegato in antenna e non si perde potenza rispetto al caso dell’accordatore sull’antenna. L’unico accorgimento che bisogna adottare è quello di usare un cavo coassiale sovradimensionato. ;)

Paolo IW5AFV

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roberto burdese
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Re: Accordo di antenna

Messaggio: #14284 roberto burdese
26/04/2015, 20:55

Ottimo, Paolo. Il mio quesito: con l'accordatore vicino al trasmettitore e onde stazionarie sul cavo, il cavo "irradia" (?) e crea disturbi (?). "BR"
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Re: Accordo di antenna

Messaggio: #14286 IW5AFV
26/04/2015, 21:12

Buonasera Roberto,
no, il cavo non irradia e non crea disturbi anche se è affetto da onde stazionarie, perchè il segnale è confinato all'interno del cavo.
Irradia se circola corrente sull'esterno della calza, e questo può accadere se ad esempio si alimenta un dipolo con un cavo coassiale senza mettere il balun ai morsetti dell'antenna, oppure se il cavo non scende a 90 gradi rispetto al dipolo, e quindi sulla calza si accoppia il segnale trasmesso dall'antenna e da qui rientra in stazione.
Paolo

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Re: Accordo di antenna

Messaggio: #14290 roberto burdese
26/04/2015, 21:44

Certo, Paolo, più che corretto. "BR"
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Re: Accordo di antenna

Messaggio: #14338 iu1dek
28/04/2015, 12:16

ciao Paolo, altra domanda: puoi dire qualcosa di più sul balun? io ho due dipoli, sul primo ho messo un simmetrizzatore commerciale 1:1 sul secondo c'è un semplice "centrale militare" (quindi non un balun).....dove potrebbe ricircolare corrente sulla calza?
filippo
iu1dek Filippo Mastrovito

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Re: Accordo di antenna

Messaggio: #14348 IK0QDQ
28/04/2015, 16:46

Ciao Paolo,
Dalla capacità di sintesi con cui ti esprimi e dalla chiarezza della tua esposizione si direbbe che hai molta dimestichezza con l'insegnamento.......... Mi sbaglio?????
Edoardo
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Re: Accordo di antenna

Messaggio: #14349 IW1FQG
28/04/2015, 16:51

Perfetto! Aggiungerei che un cavo disadattato non solo potrebbe risentire di sovracorrenti e sovratensioni, ma presenta un'attenuazione maggiore di quella che offrirebbe lo stesso cavo in condizioni di adattamento. Questo fenomeno si può trascurare in HF se il cavo non è troppo lungo, ma diventa importante in VHF e ancora di più in UHF sprattutto con lunghe discese di cavo.

ciao
Ugo IW1FQG

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Re: Accordo di antenna

Messaggio: #14357 IW5AFV
28/04/2015, 19:56

Ciao Filippo,
il balun come dice la parola serve per adattare cavo coassiale, che è sbilanciato al dipolo che richiede una alimentazione bilanciata. Normalmente alle HF è fatto con certo numero di spire di cavo coassiale o di filo bifilare avvolte su un nucleo toroidale (per un balun che va da 2 a 30MHz io uso 10 spire in bifilare avvolte un nucleo Amidon FT140-61). L'avvolgimento crea una reattanza induttiva che blocca il flusso di corrente che tornerebbe verso il trasmettitore sull'esterno della calza. Immagino che il simmetrizzatore commerciale di cui parli sia proprio un balun 1:1. Sullo ARRL Antenna HBK al capitolo 26 c'è una trattazione molto esauriente su questo argomento. Penso che puoi trovare l'HBK in rete, se non lo trovi te lo posso mandare per email.
Edoardo no, è che ho lavorato per 40 anni nel campo delle telecomunicazioni, e allora qualcosa mi è rimasto.
Infine Ugo, non è che la perdita dovuta al VSWR aumenti molto se il cavo perde. E' vero che nei ventri di corrente le perdite ohmiche aumentano e nei ventri di tensione aumentano invece le perdite nel dielettrico, ma nei nodi diminuiscono entrambe.
Bene, vedo che l'argomento stuzzica..., vediamo se anche qualcun altro ci dice la sua opinione.

Paolo

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Re: Accordo di antenna

Messaggio: #14382 IW1FQG
30/04/2015, 9:49

Un cavo disadattato perde di più di un cavo adattato dello stesso tipo e lunghezza, per questo motivo.
L'onda stazionaria è l'effetto della combinazione vettoriale (modulo e fase) di due funzioni d'onda, una dirtetta e l'atra riflessa. L'onda riflessa, a sua volta, viene riflessa non solo una ma infinite volte, rimbalzando se così si può dire da un estremo all'altro del cavo. Ad ogni rimbalzo l'onda riflessa subisce l'attenuazione del cavo; dopo un certo numero di rimbalzi può considerarsi praticamente annullata.
E questa è tutta potenza che si dissipa nel cavo! Questa considerazione energetica spiega perchè l'attenuazione del cavo, in presenza di disadattamento, aumenta ripsetto al valore nominale.

ciao
Ugo IW1FQG

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Re: Accordo di antenna

Messaggio: #14383 iu1dek
30/04/2015, 11:08

IW1FQG ha scritto:Perfetto! Aggiungerei che un cavo disadattato non solo potrebbe risentire di sovracorrenti e sovratensioni, ma presenta un'attenuazione maggiore di quella che offrirebbe lo stesso cavo in condizioni di adattamento. Questo fenomeno si può trascurare in HF se il cavo non è troppo lungo, ma diventa importante in VHF e ancora di più in UHF sprattutto con lunghe discese di cavo.



Ugo, esiste un ordine di grandezza per definire un cavo per le HF come "non troppo lungo"?
filippo
iu1dek Filippo Mastrovito

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