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I7swx coaxial travelling wave hf antenna

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  • I7swx coaxial travelling wave hf antenna

    I7SWX – COAXIAL TRAVELLING WAVE ANTENNA


    Quasi 90 anni fa, un ungherese patentava negli USA un’antenna chiamata “Coaxial Closed Circuit Antenna”. Questa era formata da un tubo metallico con all’interno un filo elettrico che veniva cortocircuitato al tubo dalla parte opposta del punto di alimentazione. Il punto di alimentazione era formato da un trasformatore con primario connesso all’apparato ed il secondario all’antenna. Questa rappresenta un’antenna con una costante corrente ad RF e non un’onda stazionaria risonante.
    Lo schizzo semplificato dovrebbe dare un’idea dell’antenna. La lunghezza del tubo non deve essere risonante sulle gamme d’interesse. Invece del corto circuito, si potrebbe avere una terminazione capacitiva.

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Nome:   CCCANT.JPG 
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ID: 101320

    Che cosa e’ una “travelling wave antenna”?

    La maggior parte delle antenne lavora per risonanza. Parlando di linee di trasmissione questo viene dal fatto di avere delle onde stazionarie. Se , invece, non abbiamo onde riflesse creiamo una “travelling wave antenna”. Generalmente ci sono due maniere per ottenere questo:

    1) Avere un carico bene adattato
    2) Avere una lunga antenna che irradia tutta la sua energia prima che questa venga riflessa.

    Alcune “travelling wave antenne” sono :

    Rombica
    Delta
    TF2
    EWE
    Inverted V terminata
    Beverage

    Cioe’, generalmente tutte quelle antenne a larga banda, e non risonanti, che hanno una resistenza per terminazione dal lato opposto del punto di alimentazione.

    Prendiamo come esempio una Beverage.

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Nome:   Beverage.jpg 
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ID: 101321

    Ora, se guardiamo una piu’ conosciuta “travelling wave antenna”, la classica Beverage, vediamo che, schematicamente, somiglia un po’ alla CCCA. E’ terminata in un’alta resistenza di circa 600 ohm.

    Visto che sono un terremotate sveglio, mi sono immaginato una sperimentazione con un qualche cosa che somigliasse alla CCCA.

    Perche’ non utilizzare un cavo coassiale lasciando allo schermo laparte di irradiazione ed al conduttore interno il ritorno in modo da non irradiare. La terminazione in corto la rende simile alla CCCA e quindi una Coaxial Travelling Wave Antenna, equivalente ad circuito chiuso a bassa impedenza come una loop compatta ma senza il problema di sintonia con alto Q.

    La CTWA dovrebbe essere una interessante antenna sia per ricezione e sia per trasmissione. Il problema, per quanto riguarda la trasmissione, e’ controllare che le perdite sia del coassiale e sia del trasformatore siano le piu’ basse possibili. Io ho utilizzato un cavo RG58 mil, probabilmente .un RG213 o simile potrebbe assicurare basse perdite.
    Ho inserito il cavo dentro una canna da pesca da 7 metri con il primo elemento rimosso, visto che la lunghezza del coassiale decisa e’ di 6.50m.

    Lo schema che sto’ sperimentando e’ il seguente

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Nome:   I7SWX-CTWA.JPG 
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ID: 101322

    Abbiamo due soluzioni, quella sulla sinistra e’ con primario e secondario separati. Quella sulla destra ha la connessione tra il centrale del coax irradiante e lo schermo del coavo coassiale di alimentazione.
    E’ importante invertire le fasi degli avvolgimenti come nello schema.

    L’altra parte della sperimentazione e’ associata al trasformatore di alimentazione a RF. Essendo un’antenna non risonante l’impedenza sara’ complessa e di tipo reattivo, quindi necessita che si abbia un accordatore tra TX e Trasformatore.
    Ho costruito un trasformatore con secondario di 10 spire di filo smaltato con sezione di 1mm. Il primario ha un avvolgimento di 15 spire, con prese alla 5°, 10° e 15°. Ho utilizzato il mio solito tondino di ferrite da 10mm x 25cm…ma mi e’ caduto e quindi ora e’ da 10mm x 20cm…hi

    Sara’ interessante comparare questo con un toroide FT di idonea misura alla potenza di sperimentazione (100W).
    Le spire debbono essere selezione per meglio adattare l’antenna all’accordatore.

    Le prove che sto effettuando mi permettono di accordare l’antenna dai 10 a 160m, con una SWR max di 1.5:1. Probabilmente il rendimento sulle gamme basse puo’ essere limitato da perdite nel cavo.

    Sto' effettuando la comparazione tra la CTWA ed una Hustler 5B, piantata nel terreno ed alcune antenne corte per mobile. Il tutto e’ nel piccolo giardinetto dietro casa con una specie di gazebo in metallo e contornato dalle abitazioni …. Non il classico set-up per sperimentare le antenne … hi

    A seguito di questa condizione ho deciso di divulgare il progetto tra il popolo degli smanettatori e dei “pescatori “. Sono sicuro che a molti di voi interessera’ effettuare la sperimentazione, magari confrontandola anche con la utilizzata “canna da pesca”.
    Ringrazio tutti coloro che sperimenteranno e renderanno pubblici i risultati… c’e’ anche il premio per questi collaboratori …. Il classico

    Grande Premio I7SWX:

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ID: 101323

    Caffe’ con cannucce e spero tante… (di hannucce)

    73

    Gian
    I7SWX

  • #2
    Re: I7swx coaxial travelling wave hf antenna

    L'idea è interessante e potrebbe trovare notevole sviluppo, dopo averla adeguatamente testata.

    Secondo il tuo punto di vista, il filo di ritorno, deve essere ad impedenza costante, fino al trasformatore di impedenza, come in un coax, oppure?

    In altre parole, se faccio correre il filo di ritorno all'interno di una verticale metallica realizzata con tubi a sezione scalare, esso (il filo), variando il diametro dei tubi, vedrà tante impedenze diverse quanti sono i diametri.
    Impedenza che potrebbe variare da 173 a 96 ohm, partendo da un diametro di base di 40mm e terminando con 12mm, usando un filo di ritorno di 2m. Ovviamente mi riferisco ad una verticale lunga oltre 10m.

    Per superare il limite di potenza, un cellflex potrebbe essere l'ideale, ma è molto pesante e non autoportante, con problemi di meccanica che ne limiterebbe l'uso.
    Ultima modifica di i7phh; 15-08-11, 10:26.

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    • #3
      Re: I7swx coaxial travelling wave hf antenna

      Originariamente inviato da i7phh Visualizza il messaggio
      L'idea è interessante e potrebbe trovare notevole sviluppo, dopo averla adeguatamente testata.

      Secondo il tuo punto di vista, il filo di ritorno, deve essere ad impedenza costante, fino al trasformatore di impedenza, come in un coax, oppure?

      In altre parole, se faccio correre il filo di ritorno all'interno di una verticale metallica realizzata con tubi a sezione scalare, esso (il filo), variando il diametro dei tubi, vedrà tante impedenze diverse quanti sono i diametri.
      Impedenza che potrebbe variare da 173 a 96 ohm, partendo da un diametro di base di 40mm e terminando con 12mm, usando un filo di ritorno di 2m. Ovviamente mi riferisco ad una verticale lunga oltre 10m.

      > Non lo so, bisogna fare delle prove e comparazioni e vedere che cosa succede. Il filo dentro una canna metallica deve avere dei distanziatori in modo da non variare la sua distanza dalla parete della stessa. Qui e' tutto da provare...

      Per superare il limite di potenza, un cellflex potrebbe essere l'ideale, ma è molto pesante e non autoportante, con problemi di meccanica che ne limiterebbe l'uso.
      > Si, cavi migliori certamente perdono meno. Bisogna studiare gli aspetti elettrici e meccanici.
      L'importante e' che la lunghezza non sia risonante sulle gamme radiantistiche.

      Ieri sera (23) ho fatto alcuni collegamenti sui 14MHz:
      US4 Ukraina 59
      ON3 Belgio 55/6 QRM, con la Hustler arrivavo piu' basso 33,
      probabilmente la propagazione faceva i balletti
      A41MX mi ha dato il classico 59, io lo ricevevo sul 56. MI ha risposto alla prima chiamata.

      Un altro aspetto da sperimentare e' la possibilita' di utilizzo come slope...per chi ha il traliccio. Qui potrebbe essere interessante provare con una lunghezza di 13m ca, magari con un buon cavo tipo cellflex ecc.

      73

      Gian
      I7SWX

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      • #4
        Re: I7swx coaxial travelling wave hf antenna

        Originariamente inviato da I7SWX Visualizza il messaggio
        > Si, cavi migliori certamente perdono meno. Bisogna studiare gli aspetti elettrici e meccanici.
        L'importante e' che la lunghezza non sia risonante sulle gamme radiantistiche.

        Ieri sera (23) ho fatto alcuni collegamenti sui 14MHz:
        US4 Ukraina 59
        ON3 Belgio 55/6 QRM, con la Hustler arrivavo piu' basso 33,
        probabilmente la propagazione faceva i balletti
        A41MX mi ha dato il classico 59, io lo ricevevo sul 56. MI ha risposto alla prima chiamata.

        Un altro aspetto da sperimentare e' la possibilita' di utilizzo come slope...per chi ha il traliccio. Qui potrebbe essere interessante provare con una lunghezza di 13m ca, magari con un buon cavo tipo cellflex ecc.

        73

        Gian
        I7SWX
        Non ho citato i distanziali isolanti interni, avendolo dato tale discorso per scontato. Gli aspetti meccanici sono facilmente risolvibili, la mia domanda era riferita agli aspetti elettrici derivanti dalle differenti impedenze del filo di ritorno.

        Come sloper ti riferisci alla versione alimenta in alto, in testa traliccio oppure in basso, usando il traliccio come supporto e basta?

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        • #5
          Re: I7swx coaxial travelling wave hf antenna

          Non ho citato i distanziali isolanti interni, avendolo dato tale discorso per scontato. Gli aspetti meccanici sono facilmente risolvibili, la mia domanda era riferita agli aspetti elettrici derivanti dalle differenti impedenze del filo di ritorno.

          Come sloper ti riferisci alla versione alimenta in alto, in testa traliccio oppure in basso, usando il traliccio come supporto e basta?


          Ciao Gianni, si pensavo che fossero scontati...ma meglio un avviso in piu' che meno, anche per chi legge.

          Scusa, hai ragione con la tua domanda, non sono stato chiaro.... magari "sloper" puo' non essere il nome piu' valido... alimentazione in basso, sloper perche' e inclinata. Il traliccio fa da supporto e non irradia.... magari rompe i condensatori...hi

          73

          Gian
          I7SWX

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          • #6
            Re: I7swx coaxial travelling wave hf antenna

            IL MONDO E' PICCOLO!!!


            Mi ha scritto un OM a seguito di questa mia discussione (pubblicata anche su arifidenza).

            GIAN CIAO.
            CONOSCENDO L' ARGOMENTO CHE FAI RIFERIMENTO, TI MANDO QUESTO PROGETINO, FORSE PUO ESSERE UTILE.
            (siccome non ho la possibilita di entrare ad arifidenza, ti pregherei gentilmente di inserire il progetino che ti mando)
            CORDIALITA 73 Stathis Pantos SV1BAC ex i8jke, sv0cv.

            (Auguri per la festa di oggi 15/8)


            Mi ha mandato un interessante documento su una configurazione simile che vi riporto di seguito (non sono riuscito ad estrarre il disegno dal file pdf bloccato.

            Clicca sull'immagine per ingrandirla. 

Nome:   AntAperiodCoax.jpg 
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Dimensione: 25.3 KB 
ID: 86997

            Come potete rilevare , abbiamo un cavo coassiale RG58 lungo 21m, terminato in una resistenza simile alla sua impedenza 56 ohm (10x 560 ohm in parallelo da 7W l'una in parallelo).

            La connessione al RTX e' diretta, senza trasformatore.

            Questa e' un'altra versione da provare e confrontare. Probabilmente non necessita di accordatore, essendo terminata resistivamente, su tutte le game, un po' come il dipolo TF2.
            Il rendimento in trasmissione potrebbe risultare inferiore alla CTWA che sto sperimentando in quanto la resistenza di terminazione si mangia il 50% della potenza trasmessa.

            L'amico SV1BAC l'ha utilizzata come V invertita terminata e risultante in un'ampia larghezza di banda, dalle HF alle VLF.

            Allego il file che mi ha inviato, dove, oltre alle informazioni sull'antenna, sono riportate anche alcune foto.

            Antenna Filare Aperiodica.pdf

            Stathis grazie per le informazioni.

            Nuova carne al fuoco ... 73 a tutti

            Gian
            I7SWX

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            • #7
              Re: I7swx coaxial travelling wave hf antenna

              Originariamente inviato da I7SWX Visualizza il messaggio
              Non ho citato i distanziali isolanti interni, avendolo dato tale discorso per scontato. Gli aspetti meccanici sono facilmente risolvibili, la mia domanda era riferita agli aspetti elettrici derivanti dalle differenti impedenze del filo di ritorno.

              Come sloper ti riferisci alla versione alimenta in alto, in testa traliccio oppure in basso, usando il traliccio come supporto e basta?


              Ciao Gianni, si pensavo che fossero scontati...ma meglio un avviso in piu' che meno, anche per chi legge.

              Scusa, hai ragione con la tua domanda, non sono stato chiaro.... magari "sloper" puo' non essere il nome piu' valido... alimentazione in basso, sloper perche' e inclinata. Il traliccio fa da supporto e non irradia.... magari rompe i condensatori...hi

              73

              Gian
              I7SWX
              L'argomento si fa interessante, anche se sembra un discorso solo tra noi due.

              La versione di SV1BAC, grazie al fatto che non richiede accordatore, sembra più semplice, anche se la terminazione resistiva, se non adeguata in potenza potrebbe essere un limite che invece non c'è nella versione con trasformatore alla base.
              Direi che mi piacerebbe sperimentare entrambe le versioni e compararle. Non ho idea se esiste la possibilità di simularle con i vari antenna modeling software.
              Ultima modifica di i7phh; 16-08-11, 09:28.

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              • #8
                Re: I7swx coaxial travelling wave hf antenna

                Non vi preoccupate, sono in qrx per motivi di lavoro...ma l momento opportuno...
                73 de IK0VVE Max
                www.ik0vve.net

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                • #9
                  Re: I7swx coaxial travelling wave hf antenna

                  Ciao a tutti,

                  il caldo facilita il pisolino...hi

                  Sull'altra discussione ho ricevuto la seguente informazione che mi sembra interessante..

                  qui bisogna "dare a Cesare quel che è di Cesare" (cit.)
                  Ciao Gian, e buon ferragosto anche a te !
                  Il file che ti ha inviato l'amico Stathis Pantos SV1BAC ex I8JKE, SV0CV , altro non è che la scansione delle foto di un articolo apparso su "CQ Elettronica" del Febbraio 2000 intitolato "Antenna filare aperiodica" a firma di Maurizio Diana SWL I5-4666/FI.
                  Successivamente ad Ottobre 2001 apparve un altro articolo analogo su "RK Elettronica", dal titolo "Filare aperiodica a larga banda" a firma di Roberto Perotti IW2EVK.
                  In sostanza negli articoli si tratta di una rivisitazione della T2FD, ma in cavo coax.


                  Mi ero sorpreso nel vedere le copie delle foto con scritto Figura.

                  73

                  Gian
                  I7SWX

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