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Stubs e sistemi di stubs in contest

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  • Stubs e sistemi di stubs in contest

    Prima di esporre quanto segue, voglio chiarire che, per me, più competitivi sono i partecipanti ad un contest, più ci si diverte tutti. Non dovrebbero, quindi, esserci particolari “segreti” da custodire, anzi sarebbe bello se tutti illustrassero per bene il proprio setup in modo da imparare ciascuno qualcosa dagli altri.

    Uno degli aspetti più interessanti dell'attività di contesting è quello tecnico. Prima di una gara si deve mettere a puntino l'hardware affinchè si riducano al minimo i problemi durante il suo svolgimento. Questo può significare molto. Per esempio, quando si partecipa ad un contest in categoria Multi Operatore praticamente sempre è necessario affrontare per tempo il problema delle interferenze tra le stazioni contemporaneamente attive su più bande. Nel caso di una partecipazione in categoria Multi / Multi (Multi Operatore / Multi RTX), in cui si hanno sei stazioni contemporaneamente attive su sei diverse bande, dai 160 ai 10 m, il problema delle interferenze è naturalmente molto sentito. Ma anche se si partecipa in categoria Multi / Single (Multi Operatore / Singolo RTX) il problema sussiste perchè oltre alla stazione che si occupa di fare running, ce n'è una seconda che si occupa, coordinandosi con la prima e rispettando il regolamento della gara in merito a quanto eventualmente previsto sui cambi di banda, di cercare e lavorare i moltiplicatori. Accade spesso che mentre la stazione running opera in 80m, la stazione moltiplicatori vada in cerca sui 40m. E' noto che se trasmetto, per esempio, a 3520 kHz, oltre alla fondamentale centrata su tale frequenza, dall'antenna verrà irradiata anche un'armonica a 7040 kHz (3520x2), sicuramente attenuata rispetto alla fondamentale, sia grazie ai filtri interni all'RTX sia perchè l'antenna risuona in 80m, ma pur sempre capace di dare fastidio all'operatore della stazione dei moltiplicatori che in quel momento fa ricerca in 40m. Questo anche in considerazione del fatto che le antenne , quella degli 80m e quella dei 40m, sono tra loro vicine (magari due dipoli a inverted-V appesi ad uno stesso palo) e che magari si trasmette con più di 100 W.
    Quanto sopra è esattamente ciò che succede nel caso di partecipazione al contest 40/80 in categoria Multi Operatore o Sezioni. Quali provvedimenti possono essere presi per risolvere il problema o , quanto meno, per ridurne gli effetti indesiderati ?
    Naturalmente, ogni situazione andrebbe analizzata caso per caso, perchè sono molte le variabili che entrano in gioco: distanza tra le antenne, potenza di trasmissione etc.
    Tuttavia, quasi sempre si rivela risolutivo il ricorso ai filtri di banda realizzati con spezzoni di cavo coassiale (stubs). In pratica si tratta di connettere , in parallelo alla linea coassiale d’antenna e in prossimità della radio, spezzoni di cavo coassiale di determinata lunghezza, che possono essere cortocircuitati oppure aperti all’estremità libera. Uno stub singolo, lungo un quarto d’onda elettrico e cortocircuitato oppure lungo mezz’onda elettrica e aperto, comporta sul segnale indesiderato una attenuazione tra 25 e 30 dB. Se questo può bastare in certe situazioni, non era invece sufficiente nel caso di IQ7GC (Contest 40/80 2008). I dipoli per i 40 e gli 80m erano appesi a inverted-V alla sommità di uno stesso palo. Le antenne, dunque, erano molto vicine tra loro, immerse ciascuna nel near-field dell’altra. La potenza di trasmissione, inoltre, era di 500W su ciascuna banda.
    Si è allora fatto ricorso ad un sistema di stubs multipli. Prima di realizzare gli stubs da usare per il contest 40/80, abbiamo voluto fare delle prove con riferimento ad una stazione che trasmette in 20m. E’ stato realizzato un sistema di due stubs lunghi ¼ d’onda elettrico per i 20m cortocircuitati all’estremità libera e connessi tra loro con uno spezzone di cavo coassiale lungo 1/8 d’onda elettrico per i 20m. La letteratura tecnica disponibile sull’argomento indica che un sistema di questo tipo consente di attenuare l’armonica sui 10m di ben 75 dB. Il prototipo realizzato , sulla scorta delle misurazioni effettuate, si è fermato a 67 dB.

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    Nella seguente immagine, invece, vedete la misura dell'attenuazione di uno solo dei due stubs del sistema (in questo caso l'attenuazione scende ai 30 dB circa del singolo stub)

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    In questa immagine vedete il sistema nel suo insieme, collegato al tracking generator da una parte e all'analizzatore di spettro dall'altra.

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    In merito al minore risultato (67 dB) rispetto a quello previsto (75 dB) è probabile che abbia influito la scarsa qualità del cavo coassiale usato (RG213 peso leggero..) E’ comunque un risultato notevole.
    Confortati dall’esito positivo della prova, abbiamo provveduto a realizzare un sistema analogo con riferimento alla banda degli 80m. L’attenuazione misurata in questo caso è stata di 65 dB circa.
    Questo sistema di stubs va usato quando si trasmette in 80m, al fine di attenuare l’armonica in 40m.
    E quando si trasmette in 40m ? Come proteggere la radio che riceve in 80m ? Anche in questo caso si è fatto ricorso ad un sistema di stubs multipli costituito sempre da due stubs lunghi però mezz’onda elettrica per i 40m e aperti all’estremità libera, nonché connessi tra loro mediante spezzone di cavo coassiale lungo ¼ d’onda elettrico per gli 80m. Anche in questo caso l’attenuazione della sub-armonica in 80m è risultato pari a circa 65 dB.
    Quella che segue è l'immagine della misura di questo secondo sistema di stubs

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    Le connessioni tra gli stubs e lo spezzone intermedio sono state realizzate mediante connettori a T.
    Il risultato durante la gara è stato eccellente. Praticamente, mentre si trasmetteva in 80m chi era in ascolto in 40m non avvertiva alcun significativo disturbo e viceversa.

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    Naturalmente, poiché durante la gara capitava di dover usare una o l’altra radio su una delle due bande del contest, si scambiavano manualmente all’occorrenza le due discese di antenna con relativi sistemi di stubs. Potrebbe ovviarsi a questa incombenza manuale con uno scambio automatico a relè, ma questa è un’altra storia…
    Ultima modifica di IK7JWY; 21-12-08, 23:14.
    73 de IK7JWY Art
    https://www.qrz.com/db/IK7JWY
    http://www.infinitoteatrodelcosmo.it...rturo-lorenzo/

  • #2
    Riferimento: Stubs e sistemi di stubs in contest

    Ciao Art,
    questa era quanto avremmo voluto fare noi da IK0VVE per il 40-80.

    Preventivamente mi sono assicurato dal manager del contest se era possibile l'uso di due radio (una rtx e l'altra solo rx o almeno non abilitata al TX contemporaneamente all'altra); per rientrare in queste caratteristiche ho preparato due doppi filtri butterworth selezionabili (come già scritto in altro post e sul mio sito) in grado di sostenere i circa 100-200 watt dell'FT1000 e dell' IC-737.
    Naturalmente se sul 1000 era attivo il filtro dei 40 sul 737 c'era quello degli 80.

    Attenuazione "da paura": oltre 60db, nessuna interferenza con 500 watt considerando che i dipoli erano a circa 3 metri di distanza sullo stesso traliccio. Inoltre il rumore tipico che "aleggia" nei pressi del QTH di XIH era enormemente attenuato.

    Quella che segue è la curva elaborata dal miniVNA: attenuazione sui 40 e larghezza di banda.

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    Dato che l'appetito veniva mangiando avevo pensato appunto di mettere un commutatore due antenne due rtx, il prototipo non ha riscosso molto successo , in effetti cavi troppo lunghi e bruttino a vedersi... ma la seconda versione vedeva nascere qualcosa di più interessante; purtroppo non ho avuto il tempo di terminare il tutto, mi mancava ancora qualche cablaggio prima del contest.

    Come già detto però, durante il contest uno dei condensatori HV del sistema (messi in serie-parallelo per aumentare la rigidità dielettrica) ha pensato bene di andare in perdita facendo cambiare l'impedenza del sistema e aumentando il ROS man mano che si trasmetteva

    ...alla fine per evitare problemi abbiamo tolto tutto ed operato con una sola radio

    Il bello dei contest (oltre al contest stesso!) è proprio la preparazione tecnica che uno applica alla situazione. Dallo scorso anno abbiamo avuto miglioramenti, il prossimo sicuramente ci vedrà con un bagaglio di esperienze maggiori e speriamo un maggiore score.

    Al più presto posterò le foto dei filtri.
    Ultima modifica di IK0VVE; 22-12-08, 11:54.
    73 de IK0VVE Max
    www.ik0vve.net

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    • #3
      Riferimento: Stubs e sistemi di stubs in contest

      Ciao Arturo, molto interessante !

      Posso darti un suggerimento ? Vai sul sito di KE5FX, John Miles, e scarica i suoi programmi,
      specialmente 7470.exe, che ti permette di recuperare, usando il GPIB,
      le schermate dell' 8568B in maniera semplicissima.

      Vengono dei file grafici di grande definizione e con tutti i parametri che hai sul
      CRT del S.A.

      Il controller Prologix si trova anche in Italia, allo stesso prezzo di quanto lo ho
      pagto io direttamente dagli U.S.A.

      Se vuoi altre info, sono QRV sia qui che in pvt.

      Ciao, I5SPO, Piero.

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      • #4
        Riferimento: Stubs e sistemi di stubs in contest

        Ciao a tutti,
        e complimenti per l'argomento....

        I due miei cents li aggiungo solo per consigliare un libro, scritto in maniera elementare che tratta dell'argomento:
        "Managing Interstation Interferences: Coaxial Stubs and Filters" di George, W2VJN. Il libro, pur se in inglese, è scritto in maniera elementare e pieno di grafici e tabelle molto intuitive per calcolare sia i livelli di attenuazione necessari in una data situazione per evitare esplosioni del front-end, sia cone costruire i network di stubs (esttamente quello che spiegava Art) con le diverse misure degli spezzoni di coassiale per ottenere la massima attenuazione sulle diverse bande, o su una sola, ecc.

        E' un libro veramente interessante che apre le porte su di un mondo sconosciuto per chi, come me, non è proprio un elettrotecnico di mestiere.

        Al momento, dopo la lettura del libro, sono anch'io in fase di progettazione di un sistema di stubs per poter lavorare in M/S con il mio amico Mauro IZ2FLX dalla stazione della Sezione.
        Vedremo i risultati...


        http://www.i2gpt.com/

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        • #5
          Riferimento: Stubs e sistemi di stubs in contest

          Ciao Vittorio,
          in effetti il testo da Te segnalato è proprio quello che ha ispirato la soluzione descritta da Art.
          73 de Carlo iz7cdb

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          • #6
            Riferimento: Stubs e sistemi di stubs in contest

            Originariamente inviato da ik7jwy Visualizza il messaggio
            Anche in questo caso si è fatto ricorso ad un sistema di stubs multipli costituito sempre da due stubs lunghi però mezz’onda elettrica per i 40m e aperti all’estremità libera, nonché connessi tra loro mediante spezzone di cavo coassiale lungo ¼ d’onda elettrico per gli 80m.
            Chiedo scusa, non ho capito bene come lavora lo spezzone di cavo che unisce i due stub, è in serie alla linea di trasmissione e ha i due stub alle estremità?

            Paolo I4EWH
            http://i4ewh.altervista.org

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            • #7
              Riferimento: Stubs e sistemi di stubs in contest

              Ciao Paolo,
              in mattinata posto uno schema comunque è come dici tu...
              73 de Carlo iz7cdb

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              • #8
                Riferimento: Stubs e sistemi di stubs in contest

                Molto interessante. Di queste cose ne so molto poco, quindi perdonerete la mia domanda scontata. Mi pare di capire che gli stub, a differenza dei filtri passa-banda, sono degli elimina banda.
                In caso di operazioni M/S o M/2 sulle bande dai 10 ai 160 metri sarebbe quindi necessario disporre di uno stub per banda, da cambiare di volta in volta a seconda della banda impiegata dall'altra radio. E' così ?

                Inoltre mi interesserebbe capire la differenza, in termine di prestazioni e vantaggi, tra l'impiego dello stub a ¼ d'onda cortocircuitato e quello a ½ onda aperto. Mi pare poi di capire che per la taratura ci si debba affidare a della strumentazione da laboratorio, è così ?

                Grazie, Paolo QAR

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                • #9
                  Riferimento: Stubs e sistemi di stubs in contest

                  Originariamente inviato da ik3qar Visualizza il messaggio
                  Mi pare di capire che gli stub, a differenza dei filtri passa-banda, sono degli elimina banda.
                  Ciao Paolo,
                  riporto quanto scrissi a suo tempo in un articolo sul preselettore Harris, pubblicato nel sito di appoggio del forum. Aiuta a comprendere il funzionamento degli stubs.

                  A tale proposito, è opportuno ricordare cosa sono e a cosa servono gli stubs in cavo coassiale. Consideriamo un pezzo di cavo coassiale RG213 lungo un quarto d'onda elettrico rispetto alla banda dei 20 metri. La sua lunghezza fisica, quindi, è data da:
                  L = 0,25 x (300.000 / 14.050) x 0,66 = 3,53 m
                  (0,66 è la velocità di propagazione del cavo considerato)
                  Tale lunghezza, ovviamente, corrisponde, oltre che ad un quarto d'onda elettrico rispetto alla banda dei 20m, anche ad una mezz'onda elettrica rispetto alla banda dei 10m. Cortocircuitiamo ora una delle estremità dello spezzone di cavo e misuriamo, all'estremità opposta, l'impedenza di ingresso di una tale linea rispetto alla banda dei 10m. Il valore misurato è prossimo allo zero. In effetti, una proprietà delle linee coassiali lunghe mezz'onda elettrica è proprio quella di riportare all'ingresso la stessa impedenza presente all'estremità opposta (carico), come se la linea non ci fosse. Nel nostro caso, quindi, lo spezzone di cavo coassiale cortocircuitato ad una estremità e lungo un quarto d'onda elettrico rispetto ai 20m viene visto come un cortocircuito dai segnali RF ricadenti in banda 10m. In sostanza, connettendo mediante un adattatore a T questo spezzone di cavo coassiale in parallelo alla linea coassiale con cui si alimenta la propria antenna, si otterrebbe, sia in ricezione che in trasmissione, una buona attenuazione di eventuali segnali RF a 28MHz, rispettivamente captati dall'antenna o irradiati dall'RTX (armoniche).
                  Cosa accade, invece, ai segnali in banda 20m, che sono quelli di nostro interesse ? Con riferimento a tale banda, all'ingresso dello spezzone di cavo coassiale considerato avremmo un valore molto alto di impedenza. La proprietà degli spezzoni di cavo coassiale lunghi un quarto d'onda elettrico è, infatti, quella di riportare all'ingresso una impedenza data da:
                  Zin = R^2 / Zu
                  dove R è la resistenza caratteristica del cavo coassiale considerato (50 Ohm) e Zu è l'impedenza del carico. Poichè nel nostro caso Zu è prossima a zero, trattandosi di estremità cortocircuitata, dalla suddetta relazione di ricava che Zin deve essere molto elevata. Connettendo, dunque, un tale spezzone di cavo coassiale in parallelo alla linea coassiale d'antenna avremmo, otterremmo un parallelo tra l'impedenza caratteristica della linea (50 Ohm) e l'impedenza molto alta misurata all'ingresso dello spezzone aggiunto. Rammentando come si combinano tra loro più impedenze in parallelo, avremmo:
                  Zeq = 1 / ( 1/Rc + 1/Zin )
                  Poichè Zin è molto alta, il termine 1/Zin diventa molto piccolo, per cui alla fine il valore di Zeq sarà molto vicino a Rc. In definitiva, l'aggiunta dello spezzone di cavo coassiale lungo un quarto d'onda elettrico e cortocircuitato ad una estremità causerà un leggero disadattamento, certamente trascurabile. Come ormai si è capito, a fronte di tale modestissimo e accettabile svantaggio, si ottiene una buona azione filtrante dei segnali indesiderati situati in banda 10m.

                  In caso di operazioni M/S o M/2 sulle bande dai 10 ai 160 metri sarebbe quindi necessario disporre di uno stub per banda, da cambiare di volta in volta a seconda della banda impiegata dall'altra radio. E' così ?
                  Si studia a tavolino la situazione, anche in base a quello che si intende fare con le radio e si adotta la soluzione più appropriata.


                  Inoltre mi interesserebbe capire la differenza, in termine di prestazioni e vantaggi, tra l'impiego dello stub a ¼ d'onda cortocircuitato e quello a ½ onda aperto.
                  Siamo lì. Cambia invece la frequenza su cui i segnali vengono attenuati.

                  Mi pare poi di capire che per la taratura ci si debba affidare a della strumentazione da laboratorio, è così ?
                  Non necessariamente. E' chiaro che disponendo di analizzatore di spettro e tracking generator oppure di un Vector Network Analyzer (magari basta anche il miniVNA di IW3HEV) è tutto più semplice e hai la visualizzazione immediata della curva di risposta in frequenza dello stub, mentre con un MFJ259B devi andare a cercare tu la frequenza su cui lo stub attenua di più. Comunque, partendo dal singolo stub, lo si taglia un pò più lungo della lunghezza elettrica che deve avere (occorre conoscere il fattore di velocità del cavo, in genere 0,66) e poi con l'aiuto di quello che si ha (anche il solo MFJ259B) lo si rifinisce per la frequenza desiderata.

                  Ciao
                  73 de IK7JWY Art
                  https://www.qrz.com/db/IK7JWY
                  http://www.infinitoteatrodelcosmo.it...rturo-lorenzo/

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                  • #10
                    Riferimento: Stubs e sistemi di stubs in contest

                    Schemi dei sistemi di stub utilizzati per il 40/80

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                    File allegati
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                    73 de Carlo iz7cdb

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                    • #11
                      Riferimento: Stubs e sistemi di stubs in contest

                      Originariamente inviato da iz7cdb Visualizza il messaggio
                      Schemi dei sistemi di stub utilizzati per il 40/80

                      Sono contento di notare che la mia idea di ottimizzare il set-up per il 40/80 di IQ7GC con il sistema degli stub, alla fine abbia dato i suoi frutti e sopratutto mi fà piacere notare quanto interesse stia suscitando tra i "contestatori" :-)))))

                      Tanti auguri a tutti.

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                      • #12
                        Re: Riferimento: Stubs e sistemi di stubs in contest

                        oggi, smanettando dopo un pò di tempo con un software di analisi di filtri, ho scoperto una cosa che ancora non sapevo: con questo software è possibile analizzare anche i filtri realizzati con stubs in cavo coassiale, proprio come quelli di cui si è parlato tempo fa in questa discussione. Ecco lo schema dello stub trattato sopra, così come inserito nel software:

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ID: 84210

                        e questa è la curva di risposta calcolata dal software:

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ID: 84211

                        Il software ? Elsie, naturalmente.
                        73 de IK7JWY Art
                        https://www.qrz.com/db/IK7JWY
                        http://www.infinitoteatrodelcosmo.it...rturo-lorenzo/

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                        Sto operando...
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