Usare un albero come antenna in pratica - parte 4a

Le prime tre parti sono state pubblicate agli indirizzi :

http://air-radiorama.blogspot.it/2012/03/usare-un-albero-come-antenna-in-pratica.html
http://air-radiorama.blogspot.it/2012/03/usare-un-albero-come-antenna-in-pratica_17.html
http://air-radiorama.blogspot.it/2012/03/usare-un-albero-come-antenna-in-pratica_18.html

Concludo con una ultima esperienza personale relativa all' uso di un albero usato come antenna VLF .

Diverse sono state le configurazioni adottate al fine di ottimizzate le prestazioni .
L'albero e' stato collegato piantando un chiodo a circa 1/3 della sua altezza sulla cui testa e' stato saldato un cavo di piccola sezione che scende fino a terra , vicino all' altro terminale di antenna che e' un paletto di terra posto alla base . Le resistenze relative sono irrilevanti in quanto l'amplificatore successivo e' ad alta impedenza .
Lo schema i collegamento e' il secondo della figura riportata di seguito .

Ricordo che in VLF e' basilare eliminare per esaltare il rapporto segnale/rumore , eliminare ogni loop di terra.
Uno dei primi metodi e' quello di utilizzare come "bal-un" un amplificatore differenziale come ad esempio quella della ADA ( Active Differential Antenna ) : http://www.vlf.it/cr/differential_ant.htm
Per essere totalmente sicuro della assenza di loop di terra , ho anche sperimentato una soluzione con un convertitore A/D collegato ad una fibra ottica che poi entrava nella presa ottica SPDIF di una scheda esterna a 24 bit Audigy  . Il convertitore A/D era collegato ad una batteria da auto che ne garantiva il funzionamento continuativo per alcuni giorni .

Di seguito alcuni spettrogrammi ricavato con Spectrum Lab .

Spettrogrammi tra 0-10 e 0-100 Hz. Pulsazioni Geomagnetiche visibili al di sotto di 0,5 Hz ?

 Spettrogramma tra 0 e 24 KHz

Analisi dell' ampiezza della stazioni di trasmissione navale tra 18 e 24 KHz per la ricerca di eventuali SID ( Sudden Ionospehric Disturbances ) dovuti ad esplosioni solari ( Flares )

Il rapporto segnale rumore , considerando la zona in cui abito e' risulato eccellente .

A tutti auguro ora : " buona sperimentazione nell' uso degli alberi come antenne " .

Per chi avesse dubbi , oggi e' il 2 Aprile ... :) .

Usare un albero come antenna in pratica - parte 3a

Le prime due parti sono pubblicate agli indirizzi :
http://air-radiorama.blogspot.it/2012/03/usare-un-albero-come-antenna-in-pratica.html
http://air-radiorama.blogspot.it/2012/03/usare-un-albero-come-antenna-in-pratica_17.html

Proseguiamo ora con la descrizione pratica dei miei personali esperimenti nell' uso di un pino marittimo di circa 12m di altezza al quale ho applicato una sorta di adattatore non invasivo di tipo "gamma match" , formato da uno strato di foglio di alluminio per uso alimentare avvolto ad una certa altezza , collegato ad un filo che finisce alla base dell'albero, come schematizzato nelle figura seguenti .

Ho poi musurato con un analizzatore di reti l'impedenza del sistema schematizzato di seguito :

 Dal momento che la impedenza media era dell'ordine dei 200 Ohm , ho interposto un trasformatore
( UN-UN ) 4:1 che avendo in comune in ingresso ed uscita la terra , ho schematizzato come un autotrasformatore

 I risultati di SWR ( ROS) sono nella figura seguente .
Come si vede , sono piuttosto buoni tra 6 e 14 Mhz .

A questo punto ho effettuato il confronto tra un classico  radiatore verticale di alluminio circa 5m , collegato alla stessa terra a qualche metro di distanza dall'albero , ricevendo una emittente Broadcasting nella banda 13.770 Mhz  .
Con il ricevitore Ciao Radio H101 e' possibile commutare il segnale tra due ingressi con cadenze variabili
( qui di un secondo ) e visualizzare i due segnali in dB .
Sulla scala orizzontale i segmenti blu sono relativi al monopolo , i rossi all' albero .

Si nota che in funzione del fading a volte riceve meglio il momnopolo , a volte l'albero , ma sostanzialmente le antenne sono abbastanza equivalenti .
Per dirimere meglio la questione ,  mi ha aiutato Rossano Sotrrentino IK1NAO che trasmette ad un paio di km dal mio QTH che ha trasmesso una portante fissa in gamma 20 m .Abbiamo ripetuto gli esperimenti ogni 100 Khz con analoghi risultati .
COme si vede dalla figura sottostante , l'albero e' migliore di un paio di dB rispetto al monopolo come da figura di seguito in cui questa volta i segmenti blu sono relativi all'albero .
Come e' possibile ?
L'albero non e' un buonissimo conduttore e quindi ci si puo' aspettare che parte del segnale sia dissipato .
Nal caso della Ground Plane di soluzione salina , a 144 Mhz la perdita misurata era di 3 dB e l'albero non e' un tubo pieno di soluzione saline satura .
Due spiegazioni :
- L'albero scherma in parte il monopolo che e' a terra , mentre non avviene il contario viste le diverse altezze.
- L'albero preleva il campo elettromagnetico a circa 12 m , contro i 5 m del monopolo

Rossano mi ha comunicato di avere affettuato diversi collegamenti usando un setup simile con una magnolia di casa sua .
Personalmente non ho provato ad effettuare collegamenti in quanto a mio avviso non sono esperimenti scientifici ripetibili .

Rimane comunque dinostrato che gli alberi possono essere usati come antenne .

L'articolo completo e' piu' dettagliato dell' esperienza e' stato pubblicato su antenneX : www.antennex.com 

Vista la esperienza che ho descritto nelle nove puntate della Maxiwhip , nel caso qualcuno volesse ripetere l'esperienza , consiglio , per migliorare il rapporto segnale/rumore in ricezione , di impiegare un balun di tensione ( trasformatore ) e non un UN-UN come in questo esperimento .

Nella quarta ed ultima parte , descrivero' l'epsrienza dell' uso di un albero come antenna attiva per la ricezione VLF .

Usare un albero come antenna in pratica - parte 2a

In attesa di proseguire , dopo la prima parte,  la descrizione di come usare gli alberi come antenne a banda relativamente larga : http://air-radiorama.blogspot.it/2012/03/usare-un-albero-come-antenna-in-pratica.html
mi sono imbattuto in un sito dove un ingegnoso radioamatore , ha messo in pratica l'accoppiamento con gli alberi descritto nell' articolo della IEEE , richiamato nella prima parte , per la gamma dei 600m ( 500 KHz) e delle Onde Medie .
Si tratta di un accoppiamento a banda relativamente stretta , ma non ho resistito a proporVi immediatamente il link in questa seconda parte :
http://w5jgv.com/tree_antenna/index.htm  

Usare un albero come antenna in pratica - parte 1a

La pubblicazione di Fiorenzo Repetto all'indirizzo :
 http://air-radiorama.blogspot.com/2012/03/un-albero-come-antenna.html
ha suscitato molto interesse e discussioni .
Pubblico le mie personali esperienze di ricerca sul campo di documenti e soprattutto alcuni esempi pratici di impiego e misure delle prestazioni .
L'interesse per me nasce da un articolo della rivista telematica antenneX ( www.antenneX.com ) di cui sono stato articolista per anni, dove un autore proponeva una antenna chiamata Ionic Liquid Antenna , in cui l' elemento attivo era sostituito da una soluzione salina .
Pensando ad una "bufala" , mi metto a costruirla come da foto e ne misuro il guadagno .

Con mia grande sorpresa , e contro ogni aspettativa emozionale, l'antenna fornisce un guadagno di soli tre dB inferiore a quella di quelle impiegante uno stilo radiante in metallo .
Da qui , l'interesse per usare alberi come antenne , sorge spontaneo .
Mentre il legno secco e' un buon isolante , un albero vivo e' composto da una serie enorme di canali in cui scorre la linfa che e' un liquido elettrolitico e quindi discretamente conduttore .
Una serie di ricerche in rete porta alla scoperta di alcuni documenti pratici e teorici a proposito .
Gia' nel 1904 il Tenente George O'Squirer ottiene una serie di brevetti a proposito dell' uso di alberi come antenne ( vedi immagini seguenti  ) .

L'articolo completo e' disponibile : 

Gorge O.Squier : “Tree Antennas “ http://www.rexresearch.com/squier/squier.htm

Un secondo articolo basilare e' : a mio avviso : 

K. Ikrath, W.Kennebeck, R. Hoverter : “Trees Performing as Radio Antennas” – IEEE Transaction on Antennas and propagation, January 1975

Un'analisi dell'uso militare tattico in HF degli alberi della jungla al posto delle antenne "whip" ( a stilo ) montate sulle jeeep .

Di seguito la figura della configurazione non invasiva impiegata per "collegarsi " all'albero .

Un loop toroidale , presumo accordato , ma l'articolo non lo dice .

L'articolo puo' esere scaricato dal sito : www.comsistel.com 

In fondo alla pagina : "Links and more" , si apre una pagina di alcune spero interessanti esperienze o curiosita' che ho collezionato nel corso degli anni .

In questo caso consultare i capitoli : "Ionic Liquid Antenna" e "The use  of trees as low efficiency radiators " .

Il link all'articolo e' il primo di questo secondo paragrafo .

Ci sono anche la configurazione non invasiva da me usata per i test di un albero nella gamma dei 20m , confrontato con una ground plane accordata sulla gamma , posta a livello del terreno vicino all'albero , nonche' i grafici dei risultati dei test in propagazione ionosferica e diretta .

Continua ...