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Autori › Antenne verticali caricate
Antenne verticali caricate

Antenne verticali caricate

by IK1UWL & I1UWF


Premessa

Avevamo raccontato dei buoni risultati che si potevano ottenere utilizzando il programma DOS di G4FGQ Link esterno che consentiva di dimensionare facilmente una verticale accorciata, dando tutti i dati della bobina da inserire per ottenere la risonanza. Avevamo anche evidenziato che, a differenza di quanto normalmente praticato in molte realizzazioni commerciali multibanda, si otteneva una migliore efficienza inserendo la bobina in posizione elevata, circa a ¾ dell'altezza.
Dopo quella presentazione abbiamo realizzato un'antenna per i 40 metri, modificando meccanicamente una Hy-Gain 18V-S (vedi articolo di Gianni I1UWF).
Con questa antenna Gianni ha fatto molte attivazioni di castelli, con buoni risultati.
Non siamo rimasti fermi, abbiamo effettuato molte simulazioni sul computer (con EZNEC Link esterno) per comprendere l'effetto delle varie variabili. Da questo lavoro, in particolare da una indagine sull'effetto di cappelli capacitivi, è uscita una soluzione progredita, sfociata in due realizzazioni, una sulla Hy-Gain (per noi due la "verticalina") ed una nuova per Martino IW1PNJ, entrambe con ottimi risultati.

Accorciamento con bobina di carico

In una verticale lunga lambda quarti, la corrente è massima alla base e diminuisce sinusoidalmente lungo l'antenna fino ad annullarsi in cima.
L'intensità del campo irradiato è proporzionale al quadrato della corrente, quindi il tratto più efficiente è quello vicino alla base.
In un'antenna accorciata e caricata, una parte dell'antenna è sostituita da una bobina, che compensa la reattanza capacitiva dell'antenna accorciata. Qualunque sia il tratto che si vuole eliminare, si può sempre trovare una bobina che lo compensa. Nelle antenne commerciali con bobine motorizzate per la sintonia su molte gamme, la posizione più pratica è alla base. Però, visto che la bobina non irradia, si elimina così il tratto più redditizio della verticale. Ecco perchè conviene piazzare la bobina in alto (però non più dell'80%).

Accorciamento con cappello "capacitivo"

Un altro metodo per far risuonare una verticale accorciata è l'uso di una raggiera di elementi orizzontali inseriti in testa. La capacità verso la terra di questi elementi provoca una reattanza induttiva alla base dell'antenna, che pertanto può essere accorciata.

Metodo misto

Approfittando della velocità di realizzazione di un'antenna simulata sul computer (in realtà ci si passano le giornate, ma a costruire e testare tutte le possibile varianti ci si mette di più) abbiamo voluto indagare l'effetto combinato di queste tecniche.
La prima cosa che abbiamo scoperto è stata la possibilità di spostare la bobina in cima alla parte verticale, tra parte verticale e cappello. Questo avrebbe dovuto avere un effetto positivo sull'efficienza, quindi abbiamo indagato la distribuzione della corrente. Sorpresa piacevole!! La corrente non diminuisce più lungo il tratto verticale, resta quasi costante ed in cima è maggiore di un 10-15% alla corrente alla base.

Altre risultanze

Abbiamo fatto molte varianti di un solo parametro per volta. Ne è risultato:

  • Radiali di terra – La lunghezza ottimale è lambda/8, non lambda/4. Influenzano molto la frequenza di risonanza, poco il guadagno.
  • Cappello – Ottimale è l'uso di almeno quattro raggi di circa 0,5 m per la banda dei 40 m e di circa 1 m per gli 80 m.
  • Bobina – è essenziale che abbia il Q più alto possibile. Poichè sono tipicamente bobine con reattanza del'ordine dei 1000 ohm, un Q=100 corrisponde ad una resistenza di 1 ohm. Questa si trova in serie alla resistenza di radiazione, che per un'antenna accorciata è dell'ordine dei 15-20 ohm, quindi non è trascurabile.

Giorgio IK1UWL & Gianni I1UWF


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