Nonostante cio' che capita di leggere o viene pubblicizzato a proposito di antenne SENZA radiali, qualsiasi antenna verticale ASIMMETRICA, cioe' che non sia un dipolo verticale alimentato al centro, ma con un solo elemento verticale alimentato alla base, deve avere una via per il ritorno della corrente RF, cioe' la richiusura del campo.....qualsiasi essa sia.
E' cio' che viene anche chiamato "contrappeso", o, in termini piu' tecnici, l'immagine speculare sul terreno.
Quando diciamo che una verticale e' senza radiali, in realta' dimentichiamo che il ritorno per la RF avviene sulla calza del coassiale e per accoppiamento capacitivo con il terreno.
Non ha senso, quindi, mancando la simmetria dell'antenna, mettere un blocco (choke) della RF sul coassiale.
Da qualche parte la corrente (il campo) deve richiudersi, e se si richiude sul terreno, che di solito non e' un buon conduttore, andremo solo a scaldare le lumache e i lombrichi, perdendo efficienza.
In tali condizioni, vedere un buon adattamento con i 50 Ohm del coassiale significa solo che le perdite in ohm sul terreno, sommate alle perdite dell'antenna piu' la sua bassa resistenza di radazione, danno un valore vicino a 50, ma in realta' la resistenza di radiazione sara' tanto piu' bassa quanto piu' corta e' l'antenna rispetto alla lunghezza d'onda. Vedi grafico:
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Esempio : per avere una Rrad di 36 Ohm in 40 metri una verticale dovra' essere lunga almeno l/4 ( = 90 gradi elettrici) , cioe' 10 metri. Verticali piu' corte dovranno avere un ottimo piano di massa per evitare che le perdite siano troppo grandi rispetto alla Rrad.
Inoltre, una verticale corta presenta una forte reattanza capacitiva che viene di solito compensata con una induttanza (la bobina di carico).
Tale bobina dovra' avere un fattore di qualita' elevato (perdite basse).
Infatti :
P(potenza) = I^2 * Rtotale (corrente al quadrato x Resistenza totale)
P(irradiata) = I^2 * Rrad
R totale = Rterreno + R(filo+bobina) + Rrad
Efficienza = 100 * Rrad / (Rrad + Rterreno + R(filo+bobina))
Caso di antenna molto corta:
Se per esempio, abbiamo Rrad = 5 Ohm, Rterreno+Rbobina = 30 ohm,
Efficienza sara' = 100 * 5/35 = 14%
Pertanto occorre che la potenza persa sul terreno + bobina sia' la piu' piccola possibile, oppure bisognera' usare un'antenna piu' lunga.....ma....cambiera' l'angolo di maggior radiazione.
Una soluzione di compromesso per andare in aria....che non sia la classica GP monobanda....
ma che permetta di lavorare almeno 3 bande.
Avendo a disposizione un filo verticale lungo 10 metri (la "canna-da-pesca") e volendo lavorare in 20-40 metri, il compromesso migliore si ottiene usando un materiale a bassa perdita.
Partiamo dall'idea suggerita in un noto sito di I6IBE, Ivo....
Usare un UNUN 4:1 con basse perdite realizzato con una ferrite di materiale 2 o 6 (T200-2 o T200-6).
La differenza tra i due e' di 2 spire in piu' usando il materiale 6. Vanno bene 15 spire per il T200-2 e 16-17 per il T200-6, non oltre.
- In 80 metri e' un'antenna corta, e qui l'UNUN 4:1 non sarebbe necessario, anzi. Ma allora ?
L'antenna si puo' ancora usare, ma l'efficienza sara' piuttosto bassa. Se possibile, sara' bene inserire in serie alla base un'induttanza tale da compensare la componente capacitiva dell'antenna.
Cosa fare ?
- Rispetto allo schema di I6IBE, scambiare di posto il choke con l'UNUN. Anche qui usare un materiale a bassa perdita, ma aumentare il numero delle spire almeno a 15. Il controfase e' praticamente inutile.
- Aggiungere tre-quattro radiali (NON risonanti) di circa 5 metri di lunghezza.
Il "choke" svolgera' solo la funzione di bobina di allungamento elettrico per gli 80 metri, ma avra' un impatto piccolo sui 40 (sara' un po' peggiore per i 20 metri, ma l'unun 4:1 compensa in parte l'aumento di impedenza).
Con materiali del tipo pulviferro (2 o 6), non ha senso parlare di choke. Un induttore di 15 spire avvolto su un toroide T200-2 non ha praticamente nessuna influenza sulle correnti di modo comune. Otteniamo solo una induttanza di carico.
Vedere a questo proposito l'articolo di G3TXQ
Per quanto riguarda la costruzione dell'UNUN 4:1 si veda qui lo schema costruttivo
Riferimento (che consiglio di consultare) e che cito direttamente....
The antenna comprised 40ft of insulated wire taped to a fibreglass fishing pole mounted vertically at ground level on the corner of my garage. It was fed via a length of RG58 coax from the nearby shack. The following chart shows the measured SWR on the 80m thru 10m bands under four different sets of conditions:
The green bars show the performance with the feed coax connected directly to the vertical; no UnUn was used, there was no connection to any ground system, and no RF choke was used. The SWR varied from a low of 5.9:1 on 10m to a high of 49:1 on 30m. Given that no ground system was used we might wonder what forms "the other half of the antenna":
The answer is clear when we add a common-mode choke at the feedpoint to prevent current flowing on the outside surface of the coax braid - we get the performance shown by the turquoise bars. With the exception of the 30m and 15m bands all of the SWRs are worse - often by a very large margin.
This demonstrates that, as expected, if you have no ground system the coax braid becomes an integral part of the antenna system.
Next I added a modest radial system comprising six 25ft wires laying on the ground and arranged as evenly as I could within the constraints of my back yard; the results are shown by the grey bars. On all bands except 30m there is an improvement in the SWR - on most bands a very significant improvement.
Rendimento degli UNUN (in termini di intensita' del segnale) con i vari tipi di materiale del toroide.
In conclusione, l'uso di antenne verticali multibanda senza opportuna rete di accordo alla base e senza radiali rimane una soluzione di compromesso per andare in aria, accettabile per il basso costo e la semplicita' di realizzazione, e purche' si adoperino alcuni accorgimenti.
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