Effetti della curvatura di un dipolo

Riguardando l’attivazione de Il Pratone di Claudio @ik5vyz e in particolare il posizionamento della sua antenna mi sono voluto togliere qualche dubbio riguardo alla curvatura del radiatore di un dipolo e dei suoi derivati: quanto cambiano le condizioni al diminuire della tensione con cui viene installato? Esiste una soglia accettabile da definire più o meno sperimentalmente?

Visto che le ultime sezioni della canna da pesca che uso abitualmente per sostenere una EFHW in assenza di alberi non sono particolarmente robuste, sarebbe molto interessante capire se può esistere un compromesso tra il tendere perfettamente il conduttore e imporre molto stress meccanico sul supporto centrale oppure lasciarlo allentato ma soffrire di una qualche penalità in radiazione.

comparison

Giocando con un paio di simulazioni in MMANA-GAL tra una V-invertita perfettamente tesa e una con 90cm di normale alla corda ho visto che i risultati sono in linea con altra letteratura che ho trovato (VU2NSB, electronics-notes) a proposito della variazione dell’angolo all’apice:

Inv-V-table

Alla luce di ciò Roberto @IK0BDO ha fatto una considerazione importante:

Immagina di inclinare i due semidipoli fino a farli diventare paralleli. Si possono assimilare ad una linea in lambda quarti aperta, che al punto di alimentazione presenta quasi un cortocircuito.

Mi sembra quindi sensato supporre che all’aumentare della curvatura del conduttore varino sensibilmente solo le stazionarie e che quindi, dovendo intervenire più massicciamente con l’accordatore, ci siano “solamente” più perdite. Vista però la mia potenziale ignoranza di altri fattori importanti propongo a tutti questa riflessione.

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A mio parere dovresti fare una terza simulazione esagerando con la diminuzione dell’angolo al vertice tendendo al parallelismo. Ad un certo punto l’impedenza dovrebbe aumentare.

Domanda nella simulazione i bracci hanno sempre la stessa lunghezza della versione a 45 gradi?
Se si io farei fare a mmana l’ottimizzazione, questo perché nel caso reale, che tu volessi avere un dipolo a pino tu faresti la stessa cosa per ottenere il miglior swr.

Nei casi pratici sul campo si é vero, bisogna ricordarsi di avere un angolo di 45, altrimenti hai un’altra antenna, almeno dal punto di vista impedenza e guadagno.

C’é da dire che non uso mai i dipoli perché comunque alle altezze compatibili con le nostre canne da pesca sono sempre NVIS.

Ciao,

Manca proprio una parte del sistema di antenna: l’adattamento di impedenza.
Usi un trasformatore di impedenza 49:1, un accordatore a T o cosa?
La mia esperienza con il trasformatore di impedenza e l’FT817 è che per una EFHW risonante le variazioni di impedenza dovute alle diverse configurazioni (L invertita, V invertita, ecc. ecc. Sono normalmente trascurabili (una tacca in più SWR).
In alcuni casi, invece, mi sono ritrovato con stazionarie così elevate da dover intervenire con un accordatore. Sinceramente non sono riuscito a capirne il motivo, forse dovuto a motivi “ambientali” diversi dall’antenna, si trattano comunque di fare eccezioni.

Ne ero convinto anch’io, ma mi sono dovuto ricredere dopo due collegamenti con la costa Est degli Usa in due attivazione consecutive. In entrambi i casi ho usato una canna da 10 metri, ma le estremità del dipolo non erano a più di 1 metro e mezzo da terra.

Niccolò ha fatto una interessante ed utile simulazione, , prendiamone atto
Analizzando solo già la prima riga torna tutto !

image
Un certo ROS, a dipolo perfettamente lineare ed orizzontale, è presente perché lui presenta teoricamente 75 ohm e noi lo alimentiamo a 50 Man mano che l’angolo al vertice diminuisce il ROS, oltre i 90° sale e dovrebbe salire rapidamente perché la Z scende.
L’analogia con la linea bifilare in lambda quarti aperta quindi torna
Grazie per questi pochi spiccioli di teoria
Roberto BDO

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Sì, o meglio il conduttore è sempre della stessa lunghezza: Le misure sono state calcolate al pari dell’allentare un dipolo reale traslando anche quindi leggermente verso il centro il punto più basso dei bracci. Non ho riportato le misure precise visto che voleva essere un test comparativo più che realistico, ma dovrei poter recuperare il disegno CAD che ho usato per i calcoli.

È vero, non avendo idea di come (e se sia possibile!) introdurlo nella simulazione lo ho escluso e conteggiato a posteriori. Personalmente uso un 49:1 e, in caso di piccoli errori di questa prima autocostruzione, sperimento con l’accordatore interno della G90.

Scusate ma non capisco perché parlate/aggiungete nel computo un trasformatore 49:1 . L’impedenza dei dipoli in queste configurazioni sono comunque molto vicine ai 50 ohm

La simulazione è riferita ad un dipolo perfetto generico e angolato precisamente a 90°, mentre le mie note sul caso d’uso reale ad una end fed tutt’altro che perfetta e angolata dinamicamente.

Ma in questo caso l’unico oggetto di analisi è la tensione dei bracci e di conseguenza l’angolo all’apice, punto di alimentazione e accordatore sono considerabili come conseguenze di queste variazioni.

Ecco infatti mi sembrava stessimo uscendo un pò dal tema. Quindi partiamo dal presupposto che l’angolo sia di 45 gradi (quindi all’apice 90 gradi) quindi ROS migliore, ma che i bracci siano un pò curvati perchè non bene in tensione. La domanda quindi è: peggiora molto questa configurazione rispetto ad avere i bracci ben tesi ?

La mia impressione è che il peggioramento del ROS cresca esponenzialmente con il diminuire della tensione dei bracci, ma credo che solo una verifica sperimentale di ciascuna antenna possa stabilire una “soglia di tensione” minima accettabile nel mondo reale.

Riguardo alla radiazione in sè i miei dati non suggeriscono una variazione significativa nè dei lobi nè del guadagno finchè si rimane in delle curvature plausibili, ma a quel punto forse questi aspetti potrebbero essere influenzati più dalla vicinanza al terreno di una porzione maggiore di antenna piuttosto che dalla sua forma?

Il motivo c’è. Un trasformatore di impedenza a causa del “flusso non contatenato” presenta una indittutanza al secondario “in serie” al trasformatore. Questo vuol dire che alla base del dipolo abbiamo un induttore!!!
Solitamente è irrisorio nelle frequenze più basse, diventa sempre più importante aumentando la frequenza.
Pertanto non possiamo considerare un dipolo "fine a se stesso " ma dobbiamo considerare l’insieme trasformatore + adattatore.
E qui entra in gioco la bravura del costruttore, il rapporto di accoppiamento può andare dal 94% al 98%,. a seconda della bontà degli avvolgimenti difficilmente oltre.

Come detto questo si nota poco alle frequenze fondamentali (basse). Come lo so? Provate a fare una end Fed per i 15 metri e vedrete la differenza di lunghezza tra un dipolo teorico ed il radiatore che vi ritrovate.

Comunque è off topic rispetto al problema della geometria del dipolo.

Mi torna il ragionamento di Roberto. Cali la tensione e la “pancia” che si forma avvicina i conduttori.