domenica 30 dicembre 2012

Antenne a dipolo per bande HF (e non solo)


fig. 1: dipolo trappolato multibanda,
10-160 metri 
L’esigenza di poter operare su più gamme di frequenza porta all’utilizzazione di diverse antenne e, a meno di utilizzare tecniche complesse di alimentazione, serve una discesa per ogni antenna e un notevole spazio. 
Le soluzioni sono due e presentano aspetti positivi e negativi: 
  1. il dipolo multibanda, più o meno trappolato (fig. 1);
  2. il multi-dipolo, senza trappole (fig. 4).
Entrambe le soluzioni permettono di alimentare i dipoli con una unica discesa. Nella prima soluzione si adottano settori di conduttori messi "in serie", sui bracci dell'antenna; nella seconda soluzione si adottano bracci in "parallelo".

Tali antenne, pur avendo guadagno pari a 0 dBd, sono molto apprezzate sia per la facilità costruttiva, sia per il costo globale estremamente contenuto. 


fig. 3: montaggio delle trappole sul dipolo multibanda

Dipolo multibanda


fig. 2: filtri anti-risonanti per dipolo multibanda





Il dipolo multi-banda (fig. 1) si realizza normalmente interponendo opportuni filtri risonanti, detti in gergo "trappole", lungo il dipolo stesso. La presenza della trappola, caricando induttivamente, alle frequenze inferiori, fa sì che il dipolo debba essere leggermente più corto. Ne risulta una lunghezza totale che alle gamme più basse può essere anche di alcuni metri più corta, considerando il numero delle bande. Necessita di un BALUN per l'adattamento di impedenza e di due isolatori agli estremi. 
Si dice che il dipolo trappolato irradi sulle armoniche; questa affermazione non è propriamente corretta. E' vero, invece, che il trasmettitore potrebbe presentare in uscita un segnale, armonico di quello utile, che, trovando un'antenna accordata su quella frequenza, verrebbe irradiato.  


Multi-dipolo

fig. 4: multidipolo 5 bande
Il multi-dipolo è formato da vari dipoli separati, che vengono poi uniti nel punto centrale di alimentazione. La disposizione dei dipoli può essere a ventaglio o a bracci paralleli.
Risulta molto semplice da realizzare e non necessita di trappole. Data la relativa vicinanza dei bracci delle varie gamme ne risulta un effetto induttivo e le lunghezze vanno leggermente ritoccate per portare ogni dipolo alla risonanza. 

Si tratta di dipoli a mezza onda che per ogni gamma presentano ognuno un’impedenza di 75 Ohm nel punto di alimentazione. L'alta impedenza degli altri dipoli, alla frequenza NON di lavoro, permette al dipolo alimentato di lavorare indipendentemente dagli altri.  Adoperando un BALUN si possono ottenere valori di ROS più che accettabili; si può montare anche a “V” invertita, ponendo i bracci ad “ombrello”, adattando l’impedenza ai 50 Ohm. In questo caso la lunghezza dei bracci sarà un po' più corta. Ad esempio, per i 40 metri potrà essere più corta anche di 40 cm per braccio. E' opportuno usare un BALUN simmetrizzatore.
fig. 5: quote orientative di un multi-dipolo 9 bande HF.
fig. 6: dipolo multibanda in uso sulla
stazione Globaltuners dell'IIS Galilei

Per un multi-dipolo da 10, 15, 20, 40 metri il ramo dei 15 metri può essere omesso, poiché il dipolo dei 40 metri risuona anche su questa banda, in 3° armonica. Del resto, se si lasciasse in sede, esso risulterebbe risonare in "parallelo" con il dipolo dei 40 metri, con variazione di impedenza nel punto di alimentazione e variazione del diagramma di radiazione. 
Di sicuro funzionamento ed alta affidabilità, quest'antenna viene usata anche in ambito militare. Necessita di due isolatori per ogni dipolo o di due isolatori particolari in grado di accogliere tutte le terminazioni di ogni braccio, con opportune prolunghe isolanti (v. fig. 4).

Valgono le stesse considerazioni sulle irradiazioni in armonica fatte per il dipolo multibanda. 
Le lunghezze riportate (fig. 5) possono variare leggermente, a seconda della meccanica di costruzione, del luogo di installazione e dell’altezza da terra.

Achille De Santis - tecnatronATgmail.com

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