Dipolo verticale 40m - L'airpin non funziona

[iw7dmh]

Ciao a tutti,

vorrei chiedere il vostro aiuto per sistemare il dipolo verticale per i 40 metri, modello N6BT, che sto cercando di ultimare in questi giorni.
Stamattina sono riuscito a portarlo in risonanza. La lettura dell'impedenza sull'analizzatore è z = 25 R + j11 X - ROS= 2.1

Così ho provato a realizzare un airpin usando il metodo che mi ha insegnato Guido (IK2BCP).

I calcoli sono questi:

XL = 50 x RadQuad(25 / (50 - 25)) = 50 ohm
XC = 25 x 50 / 25 = 25 ohm

Valore bobina = 50 / (2 * 3.14 * 7.025) = 1,14 uH

Per il calcolo della bobina ho usato MMana che già altre volte ha dato risultati attendibili. Come supporto dell'airpin, avendo del cavo in rame smaltato da 1 mm ho usato un tappo di sughero del diametro di 2 cm.

Il risultato è quello illustrato nella figura 2.

La cosa strana è che quando monto l'airpin la R invece di salire scende a 12-13 Ohm. Ho provato ad aumentare le spire ed a ridurle, ma non vengo a capo. Non riesco a capire dove sto sbagliando.

73' Enzo
iw7dmh


P.S.: se può interessare il tratto verticale è alto 6 metri ed i due bracci inferiori, che elettricamente fanno parte dello stesso conduttore (tubo), sono lunghi 4.2m ciascuno. Per ottenere la risonanza ho utilizzato una bobina che è stata realizzata da Prosistel su un supporto VTR da 3 cm. Delle 40 spire iniziali ne sono bastate solo 25 e l'impedenza ottenuta è più che buona per questo tipo di antenna. Ieri sera con antenna completamente disaccordata era abbastanza facile sentire USA, Filippine e Vietnam. Oggi la banda dei 40 metri è aperta anche di mattina (finalmente) ....
Inizialmente lo stilo verticale era alto 10 metri e l'impedenza che ho misurato era Z=45R - J200X. In teoria sarebbe basta solo la bobina di accordo senza airpin. Peccato averla dovuta abbassare per consentire la rotazione della Yagi 20m messa nelle vicinanze, ma sicuramente è un'antenna da prendere in considerazione se non si vogliono usare radiali distesi sul lastrico solare condominiale.

[ik2bcp]

Re: Dipolo verticale 40m - L'airpin non funziona

La cosa strana è che quando monto l'airpin la R invece di salire scende a 12-13 Ohm. Ho provato ad aumentare le spire ed a ridurle, ma non vengo a capo. Non riesco a capire dove sto sbagliando.

Ciao Enzo,
l'Hairpin non è altro che la bobina di un adattatore a L con induttanza tra i capi della sorgente e capacità in serie tra sorgente e carico; la capacità, che nel tuo caso, per portare 25 ohm a 50 ohm a 7.025 MHz dovrebbe essere di circa 900 pF, devi simularla con una reattanza, che sarà di circa -25 ohm (900 pF a 7.025 MHz).
Quindi, prima di applicare l'Hairpin, dovrai regolare l'antenna in modo da avere un'impedenza di 25 R - j25 X, non 25 R + j11 X.
Credo che il punto di alimentazione della tua antenna sia molto sbilanciato, ovvero che non sia nel ventre di corrente, per questo motivo è molto importante usare un balun in corrente che abbia un'impedenza di blocco molto alta.
73 de Guido, ik2bcp

[iw7dmh]

Re: Dipolo verticale 40m - L'airpin non funziona

Grazie Guido,

adesso vedo di ri-armarmi di strumenti e buona volontà per cercare di mettere a posto.
Per quanto riguarda il balun ho usato questo modello, recuperato da un'altra antenna in disuso, ma durante le misure non l'ho utilizzato.

Grazie ancora e 73'
Enzo

[IK2CLB]

Re: Dipolo verticale 40m - L'airpin non funziona

Ciao Enzo,
Non conoscendo le caratteristiche del balun in oggetto, ma leggendo solo la banda passante dichiarata: 1,8-52 Mhz, fossi in te misurerei il Tloss a 7 mHz di quel balun per sincerarmi che funzioni bene a 7 mhz,, Come diceva Guido il tuo Dipolo potrebbe essere fortemente sbilanciato, perciò serve avere un balun ottimizzato che produca un' impedenza di blocco elevata, almeno -30 db.

Un' antenna simile per i 40 l' ho fatta qualche anno fa, aveva un poiccolo cappello capacitivo in punta fatto di 4 radialini da 50 cm l' uno.
bobina alla base, polo caldo, e poi polo freddo e bobina per il cappello capacitivo inferiore, poi un hailpin in parallelo all' alimentazione, inserisco foro esplicativa:

la bobina principale è quella sul tubo verticale, quella del cappello inferiore quella orizzontale, l' hairpin è la bobina piccola.

( si vede una bobina supplementare avvolta sul tubo orizzontale, doveva essere un hairpin, poi dopo scollegato e rifatto su una bobina più piccola.)

[iw7dmh]

Re: Dipolo verticale 40m - L'airpin non funziona

Ciao Marco,

grazie per le indicazioni. Guardando la tua foto mi viene in mente che probabilmente ho sbagliato a mettere la bobina tutta sul polo caldo.
Nella tua foto vedo che hai diviso il carico tra parte orizzontale, dicamo così, e parte verticale, creando probabilmente un disadattamento più facile da correggere.
Nel mio caso invece il carico è tutto spostato da una parte ed elettricamente, più che un dipolo verticale, sarebbe una specie di windom verticale.

73'
Enzo

[i7phh]

Re: Dipolo verticale 40m - L'airpin non funziona

Ciao Marco,

grazie per le indicazioni. Guardando la tua foto mi viene in mente che probabilmente ho sbagliato a mettere la bobina tutta sul polo caldo.
Nella tua foto vedo che hai diviso il carico tra parte orizzontale, dicamo così, e parte verticale, creando probabilmente un disadattamento più facile da correggere.
Nel mio caso invece il carico è tutto spostato da una parte ed elettricamente, più che un dipolo verticale, sarebbe una specie di windom verticale.

73'
Enzo

Ciao Enzo,

guardando la foto iniziale, vedo che c'è un bel po di mast affiancato alla parte iniziale del tratto verticale. Non credo che l'antenna gradisca questa presenza, che potrebbe essere la causa della mancata efficacia dell'airpin.

Ho dato un'occhiata veloce al sito di N6BT, sarebbe interessante fare delle prove comparative tra dipoli verticali e vedere quale soluzione risulta migliore.

Quando abbiamo testato quella nel posto sotto, non gradiva assolutamente nulla nei paraggi del centro antenna.

http://www.hamradioweb.org/forums/sh...ad.php?t=25315

[IK2CLB]

Re: Dipolo verticale 40m - L'airpin non funziona

Ciao Enzo,
Come dice Gianni quel tubo ( mast) potrebbe essere la causa del disadattamento, dovresti cercare di eliminarlo, alzando tutta l' antenna a filo del tubo, così non lo tagli.

Per fugare ogni dubbio, lo schema di montaggio è come lo vedi in foto, buttato li a penna.

Le due bobine sono state messe sfasate una dall' altra per ridurre eventuali accoppiamenti, ma magari non è necessario farlo.



ecco come risulta l'antenna:


e la vista da sotto:

[iw7dmh]

Re: Dipolo verticale 40m - L'airpin non funziona

Ho capito che devo ritornare alla fase di ridefinizione del modello (progettazione è una parola esagerata per me).

Quindi riassumendo dovrei:
- aggiungere un cappello capacitivo, basta solo un lato senza necessità di avere due conduttori a croce;
- ridurre al minimo l'altezza del mast;
- dividere il carico di adattamento su entrambi i bracci dell'antenna, anche se non mi è chiaro ancora come ottenere/dividere i valori che Marco identifica con 1 e 3)
- provare a rifare il pin.

Per quanto riguarda il confronto con altre verticali non ho molto da dire, non avendone mai avute prima.
Fin'ora ho usato un dipolo orizzontale con carica lineare montato molto basso http://iw7dmh.jimdo.com/antennas/lin...ed-40m-dipole/
Funzionava bene solo su un paio di quadranti ossia dove il piano di terra percepito dal dipolo era a circa 15-16 metri di altezza. Sugli altri due quadranti, quelli verso est-sud era davvero scarso. Il confronto l'ho fatto con quel dipolo.
I dati della simulazione dicono che a 5 gradi di takeoff ho solo -10dB di perdita mentre col dipolo precedente ne avevo oltre 25, ed in effetti adesso Filippine, est asiatico, Vietnam arrivano finalmente forte.

73' Enzo
iw7dmh

[i7phh]

Re: Dipolo verticale 40m - L'airpin non funziona

Ciao Enzo,
Come dice Gianni quel tubo ( mast) potrebbe essere la causa del disadattamento, dovresti cercare di eliminarlo, alzando tutta l' antenna a filo del tubo, così non lo tagli.

Per fugare ogni dubbio, lo schema di montaggio è come lo vedi in foto, buttato li a penna.

Le due bobine sono state messe sfasate una dall' altra per ridurre eventuali accoppiamenti, ma magari non è necessario farlo.



ecco come risulta l'antenna:


e la vista da sotto:

Ciao Marco,
che larghezza di banda ottieni con questa configurazione?

73
Gianni

[IK2CLB]

Re: Dipolo verticale 40m - L'airpin non funziona

Ciao Enzo,e Gianni,
Per quanto riguarda la dimensione delle due bobine ,è da dire che la bobina sul lato caldo compensa l' accorciamento del radiatore verticale, mentre la bobina sul lato freddo compensa , insieme al cappello capacitivo fatto dai due radiali orizzontali, l' accorciamento del pezzo di dipolo mancante, che di fatto non esiste poiché fatto dalla bobina e dal cappello capacitivo inferiore, di fatto il lato "freddo" non dovrebbe irradiare nulla o molto poco.
Il calcolo esatto delle due induttanze è stato ricavato simulando il dipolo con eznec, aumentando o diminuendo le induttanze in relazione alla lunghezza dei conduttori radiali e del radiatore , poi in fase di taratura le induttanze sono state modificate.
Il cappello capacitivo superiore può anche non esserci, nella versione per gli 80 e i 160 metri non lo avevamo messo.
In quella dei 40/30 invece, essendo in tubo di alluminio e resistente, ho deciso di fargli un cappello capacitivo che consente ( e mi allaccio qui alla domanda di Gianni) di aumentare la banda passante, essendo il mio stilo lungo metri 5,8 più il carico in testa, la bobina risulta essere di soli 3,5 uH, quindi abbastanza piccola da consentire una banda passante di oltre 100 khz entro swr 1,5.
Saluti

[i7phh]

Re: Dipolo verticale 40m - L'airpin non funziona

Ciao Enzo,e Gianni,

CUT

In quella dei 40/30 invece, essendo in tubo di alluminio e resistente, ho deciso di fargli un cappello capacitivo che consente ( e mi allaccio qui alla domanda di Gianni) di aumentare la banda passante, essendo il mio stilo lungo metri 5,8 più il carico in testa, la bobina risulta essere di soli 3,5 uH, quindi abbastanza piccola da consentire una banda passante di oltre 100 khz entro swr 1,5.
Saluti

Grazie per la precisazione. Hai fatto prove comparative con altra tipologia di antenne sempre sulla stessa banda? Se si, con che tipo di antenna hai fatto il paragone e le eventuali differenze trovate?

tnx

[IK2CLB]

Dipolo verticale 40m - L'airpin non funziona

Prove comparative degne di nota non ne ho fatte, avevo la r7000 a 20 metri di distanza, e sia in 40 che in 30 i segnali provenienti dall' europa erano simili su tutte e due le antenne, su quelli a basso angolo prevaleva il dipolo verticale di moxon ( lo chiamo così perchè che lo ha trattato per primo è Les Moxon in un suo libro), anche se di poco, purtroppo non posso fare paragoni attendibili su angoli bassi poichè l' orografia del mio territorio mi permette di avere orizzonte libero solo a sud e a sud mancano un pò di stazioni e quelle più lontane sono in sud africa.
quello per i 160 metri l'ho usato per quasi 3 anni, poi l' ho tolto e ho alimentato il traliccio, a naso mi sembrava meglio il dipolo di moxon, ma c'è da dire che il piano di terra del traliccio alimentato è molto scarso.
Ho fatto due cqww 160 low power, uno con il dipolo verticale ed uno con il traliccio, col dipolo verticale feci 160.000 punti circa e con il traliccio 90.000, al di la delle ore spese, della propagazione, e dell' attività in banda, mi è sembrato più prestante il dipolo verticale, purtroppo non ho potuto fare prove in real time, perchè ho tolto uno per mettere l'altro.

Comunque, visto il sito e i progetti di N6BT, immagino che le prestazioni di questo tipo di dipoli siano buone, se non altro consentono di mettere un dipolo verticale dove non si può, e di avere così un basso angolo di radiazione ed essere svincolati da porre una grande cortina di radiali. ( anche se la terra sotto fa sempre, e comunque, la differenza.)Non dimentichiamoci che, essendo comunque un dipolo accorciato, con capacità e induttanze di carico, lavoriamo in perdita ( vedere il guadagno in negativo a 25° del dipolo per i 160 metri)

Questo è il diagramma di radiazione del dipolo verticale che pogettò ik2bcp e io realizzai qualche anno prima che n6bt mettesse in produzione i suoi.




( corretto link foto del diagramma)

[i7phh]

Re: Dipolo verticale 40m - L'airpin non funziona

Ciao Marco,
grazie per le spiegazioni, quindi di fatto non hai elementi oggettivi che possano dire quale delle varie soluzioni utilizzate presenta un reale vantaggio (piccolo o grande non importa).
Il non poter fare prove comparative in tempo reale è purtroppo un problema che accomuna molti OM, per cui in sostanza non è facile capire se il lavoro fatto nel tentativo di migliorare qualcosa alla fine, è veramente servito oppure è stato solo un tentativo.

Lo scorso anno quando cominciammo a testare questo dipolo verticale http://www.hamradioweb.org/forums/sh...ad.php?t=25315 constatammo che di fatto lavora mediamente con una perdita di 12dB circa comparato con un inverted V full e con un rotativo e presenta una banda passante molto stretta (30-40Kc/s) ma era alto in tutto 5m scarsi, posto a 2m circa dal terreno, allungandolo ed usandolo come dipolo rotativo, raddoppiata la lunghezza è venuto fuori un dipolo dalle prestazioni incredibili tanto che lo abbiamo anche fatto per gli 80m, con ottimi risultati. Non abbiamo ancora avuto il tempo di realizzare una versione verticale. Le prove comparative sono state realizzate in tempo reale e per molto tempo per cui i risultati finali sono la media di tutti i test. Sarebbe interessante realizzare le due versioni e compararle in tempo reale....... :-)

[iw7dmh]

Re: Dipolo verticale 40m - L'airpin non funziona

Ciao Marco,
grazie per le spiegazioni, quindi di fatto non hai elementi oggettivi che possano dire quale delle varie soluzioni utilizzate presenta un reale vantaggio (piccolo o grande non importa).
Il non poter fare prove comparative in tempo reale è purtroppo un problema che accomuna molti OM, per cui in sostanza non è facile capire se il lavoro fatto nel tentativo di migliorare qualcosa alla fine, è veramente servito oppure è stato solo un tentativo.

Lo scorso anno quando cominciammo a testare questo dipolo verticale http://www.hamradioweb.org/forums/sh...ad.php?t=25315 constatammo che di fatto lavora mediamente con una perdita di 12dB circa comparato con un inverted V full e con un rotativo e presenta una banda passante molto stretta (30-40Kc/s) ma era alto in tutto 5m scarsi, posto a 2m circa dal terreno, allungandolo ed usandolo come dipolo rotativo, raddoppiata la lunghezza è venuto fuori un dipolo dalle prestazioni incredibili tanto che lo abbiamo anche fatto per gli 80m, con ottimi risultati. Non abbiamo ancora avuto il tempo di realizzare una versione verticale. Le prove comparative sono state realizzate in tempo reale e per molto tempo per cui i risultati finali sono la media di tutti i test. Sarebbe interessante realizzare le due versioni e compararle in tempo reale....... :-)

Ciao Gianni,

quello che dici è vero, purtroppo non si possono fare riscontri oggettivi, però questo tipo di antenna è la soluzione ideale per quanti come me vivono in una palazzina e per giunta hanno vicini fastidiosi (per essere buoni).
Le alternative sono rappresentate da antenne verticali che richiedono molti radiali o che usano adattatori a larga banda, il che è ancora peggio.
Mi sembra inoltre, che guardando le prestazioni delle antenne a bassissimi angoli di take-off, le differenze con il dipolo di Moxon non siano poi tanto gravi.
Prima di cimentarmi con questo tipo di antenna ho provato a simulare il comportamento del mio precedente dipolo (colore verde) e quello di altre possibili soluzioni:
- Dipolo Orizzontale full size a 20m di altezza (colore blue - impraticabile per me)
- Dipolo Verticale full size (colore viola - impraticabile per me)
- Dipolo Verticale accorciato (colore nero)

Mi sembra che a 5 gradi siano tutte vicine come rendimento ed un po' mi ritrovo con quanto diceva Marco.

73'
Enzo

P.S. @ Marco: il link del diagramma non funziona, sarei curioso di confrontarlo con quello della mia simulazione.

[i7phh]

Re: Dipolo verticale 40m - L'airpin non funziona

Ciao Enzo,
la mia domanda circa i riscontri oggettivi nasce anche dall'aver sperimentato che non sempre i conti tra simulazione e realtà, coincidono.

Questo lo dico dopo mesi di prove comparative nelle diverse condizioni di propagazione e di corrispondenti con test eseguiti anche in siti diversi. Alla fine siamo/sono giunto alla conclusione che la teoria vale fino ad un certo punto, dopo conta la condizione locale per cui qualunque soluzione si adotti, questa è sempre connessa al sito e non è detto che sia sempre ripetibile sia in positivo che in negativo.
La conclusione finale è che alla fine ci si deve orientare su quello che è possibile fare nella condizione in cui ci si trova.

Non nego che mi piacerebbe vedere la differenza tra le due tipologie di dipolo verticale. Non appena ho tempo proverò a realizzare anche la versione n6bt come la tua e poi vedere cosa realmente viene fuori.

La cosa diventa interessante per le bande basse, sopratutto in 160.