Considerazioni sull'adattamento di long wire e random wire

Mer Ott 23, 2019 4:59 pm

Riporto alcune considerazioni personali fatte e scritte su un altro forum riguardanti il mio punto di vista sulle long wire e randomwire e relativo adattamento.

Long wire, random antenna, esibiscono una R>>50 OHm che e' molto maggiore di quella del nostro trasmettitore.
Pertanto occorre trasformare tale valore in modo che l'energia
emessa dal nostro TX sia irradiata in maggiore quantita'.
Il problema e' che la Z non e' composta dalla sola parte reale R ma anche da
una parte reattiva X che puo' essere positiva o negativa Z=R +/- JX. Cioe' puo'
essere induttiva se positiva, negativa se capacitiva. In pratica la Z e'
espressa attraverso un numero complesso.
Molti, utilizzando antenne di questo tipo, utilizzano un Balun 1:9 nel punto
di alimentazione pensando staticamente di avere trasformato i 50 OHm in 450 OHm
dell'antenna. Questo e' vero in parte in quanto non si tiene in considerazione
la parte reattiva. Se poi quel filo viene usato su piu' frequenze il balun non
funziona piu' correttamente scaldandosi notevolmente a causa dell'energia
dissipata al suo interno e non irradiata. Utilizzando questo tipo di antenne con balun sembra che per magia l'SWR diventi accettabile su buona parte delle gamme e questo fenomeno e' dovuto al malfunzionamento del balun. L'utente e' felice perche' legge un SWR basso ma in realta' la potenza irradiata e' decisamenta una parte molto minore di quella trasmessa. Abbiamo detto che la R di queste antenne e' superiore a 50 OHm e quindi, se andiamo sulla carta di Smith vediamo che tutti i punti che puo' assumere l'impedenza dell'antenna sono contenuti all'interno della circonferenza di destra che sull'asse orizzontale va da 50 OHm a infinito.
In pratica tutti i punti sono contenuti nel primo e quarto quadrante.
Per trasformare l'impedenza incognita dell'antenna in una Z puramente resistiva di 50 OHm secondo il mio punto di vista occorre sostituire al balun un trasformatore di impedenza remoto di tipo LC. Ho scritto remoto e non posizionato in stazione. Perche' LC e non T ?
Per tre motivi, il primo per comodita' in quanto avendo un condensatore variabile in meno e' piu' semplice da remotizzare, il secondo invece perche' le perdite interne del T sono maggiori dell'LC, il terzo e' perche' e' un filtro passa basso. Il risvolto della medaglia e' che i due componenti dell'LC devono essere scelti con valori di regolazione piu' estremi del T e cioe' avere un range di regolazione piu' ampio. Subito sotto all'adattatore LC io utilizzo un choke composto da cavo coassiale avvolto in aria su un supporto calcolato secondo la tabella che si trova in rete all'indirizzo
http://www.karinya.net/g3txq/chokes/
in modo da minimizzare gli effetti di irradiazione della calza del cavo coassiale (correnti di modo comune), in pratica non fare funzionare il cavo come antenna confinando il piu' possibile la potenza trasmessa tra l'adattatore LC e il filo irradiante.
L'adattatore LC e' composto da una induttanza variabile in serie e un condensatore
variabile posto in parallelo al filo irradiante ed al suo contrappeso che e'
collegato alla calza del cavo coassiale. Una cosa intelligente sarebbe inserire un sul contrappeso un condensatore variabile in serie ad una induttanza variabile in modo da potere accordare per il max della corrente anche il contrappeso usandolo come terra virtuale. Un esempio di questo e' il dispositivo MFJ-931.
Se utilizzate le carta di Smith per una simulazione, programma pasan (completamente gratuito a differenza di altri a pagamento) di cui
allego il link, potrete vedere che questa configurazione e' quella che copre il 70-80% dei possibili adattamenti in funzione della ZL che rappresenta l'antenna.
Ricordate che ZL deve essere maggiore di 50 OHm mentre la reattanza puo' essere
positiva o negativa.
Allego anche un semplice caso di adattamento come esempio dove ZL=500+J600
La frequenza e' 27MHz ma si puo' modificare come si vuole. Ovviamente il valore
del condensatore e dell'induttanza cambiano e si leggono ngli appositi riquadri.
Per vedere quali sono gli estremi che devono avere i due componenti a seconda delle frequenze usate, io simulo l'adattamento a 30MHz e a 3.5MHz scrivendomi a parte i valori risultanti in modo da scegliere i componenti adatti.
Per coloro che non vogliono autocostruisi l'adattatore LC remoto possono orizzontarsi ad esempio su un prodotto commerciale relativamente poco costoso che e' l'MFJ993BRT. E' un accordatore LC da palo completamente automatico alimentato a 12Vdc e che accetta una potenza di 300W. L'induttanza variabile e' realizzata da vari totroidi avvolti e commutati con condensatori da una serie di relais in funzione della ricerca del migliore SWR. Il range di accordo e' da 12 a 1600 OHm e quindi decisamente largo. L'accordo al di sotto dei 50 OHm lo si ottiene in quanto all'interno è presente un deviatore comandato dal FW che modifica la configurazione da LC a CL per i valori minori di 50 OHm.
Un'ultima nota. Oggi e' facile con strumenti economici misurare la Z sia nella parte reale che immaginaria con il suo segno. Con poche decine di euro si puo' acquistare un NanoVNA che, per i nostri scopi, e' un buon compromesso tra precisione e costo. Ha entrambe le porte DUT e DET ed inoltre arriva a 900MHz anche se a -50dbm ma in campo HF arriva a a -70dbm. Inoltre , permette di visualizzare il RETURN LOSS, l'SWR, la fase e dulcis in fundo la Carta di Smith che mi e' tanto cara. Tutte queste fìgrandezze sono correlate tra loro e attraverso cursori se ne puo' vedere il comportamento al variare della frequenza. Non e' uno spot per tale prodotto ma e' l'esperienza del sottoscritto e posso assicurare che i dati rilevati sono comparabili con il famoso FA-VA5 che pero ha una sola porta.

73'

http://science4all.nl/?Electronics___Pasan

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