Chiedo chiarimenti sulla mezza onda end fed

[IU0HYR - Oscar3 (Omega3)]

Ciao a tutti.
Faccio una premessa: sono di Roma Sud e circa 40-50 giorni fa un temporale di quelli pesanti (mai visto in 50 anni che abito qua) ha colpito la mia zona, allagando tutto e colpendo il mio tetto con un fulmine.
Danni inenarrabili al condominio e alla mia abitazione in termini di materiale elettronico. In stazione i cavi erano staccati, quasi tutto si è salvato.
Le due antenne verticali autocostruite, messe alte e lunghe di loro, aperte come cozze.
Questo avvenimento, unito all'ignoranza del condominio che ha subito additato il problema alle mie antenne, non sapendo che il fulmine aveva deciso di colpire noi e basta, mi ha visto a rivedere parzialmente il parco antenne.
Al momento mi trovo benissimo con un dipolo multibanda 20-10-6 metri autocostruito seguendo le specifiche del Stanford Research Institute (http://www.hamuniverse.com/multidipole.html), al quale ho aggiunto una ulteriore banda, quella dei 40 metri.
Va bene ma tutte ste bande lo hanno un po reso sordo, rimane comunque molto silenzioso, ma non è questo l'argomento.
Diciamo che traffico abbastanza anche in CB e onestamente una verticale comincia a farsi sentire necessaria; ho scelto di fare una mezza onda verticale, per questioni di ottimo compromesso altezza/prestazioni/no radiali; finisce qua la premessa.

Sono rientrato in frequenza ormai un anno fa e mentre attendevo la patente ho realizzato la mezza onda di Skipper per andare di CB: http://www.rogerk.net/forum/index.php?topic=37516.0
All'epoca non mi sono fatto tanti problemi, l'ho tirata su e basta, funzionava molto bene.
Poi sono passato ad una Gain Master, sempre autocostruita, piu o meno era la la stessa cosa, ma è stata cotta dal fulmine.

Ho preso la costruzione dell'antenna, stavolta, un pochino piu seriamente in quanto in un anno ho realizzato e studiato tanto, la radio per me prima di tutto è conoscenza.
Sono quindi diversi giorni che sto studiando l'antenna half wave end fed, ma ci sono delle cose che non riesco a capire.
Sui principi generali, cioè alta impedenza e quindi bassa corrente, relativa influenza del piano di terra, ecc, non ho avuto problemi di comprensione.
Mi resta però un grosso dubbio:

perchè queste antenne hanno bisogno di un circuito L/C ???

Forse perchè è banale, ma su tutto quello che ho letto questa cosa sembra data per scontata/conosciuta/necessaria, ma nessuno spiega il perchè.
Ad esempio, il buon IZ8XOV, su questo stesso forum, scrive:

IZ8XOV scrive: Questa è un'antenna interessante che funziona al pari di un dipolo 1/2 onda con la differenza che essendo alimentata ad un capo presenta un'impedenza elevata perché lavora in tensione quindi va adoperato un circuito adattatore L/c

ma non ne spiega il perchè.

Uno degli articoli che ho trovato molto interessante è quello scritto da Steve Yates - AA5TB; Steve fa una trattazione abbastanza seria e circonstanziata (tra l'altro è stata ripresa da una pletora di gente senza neanche dargli il riferimento) sulle mezza onda.
Una cosa fighissima è la spiegazione dell'importanza del contrappeso (counterpoise) e di come varia la l'impedenza teorica dell'antenna in base alla lunghezza del contrappeso stesso:

http://www.aa5tb.com/efha.html

Volendo prendere sul serio questo articolo, si evince un fatto: si ha una parte reattiva dell'impedenza pari a zero per una lunghezza del contrappeso pari a 0.05 lambda oppure 0.47 lambda.
Peccato che a 0.05 lambda l'impedenza reale sembra essere di 1800 Ohm mentre a 0.47 lambda essa è di quasi 5000 ohm.
Se la matematica non è una opinione, piu si riesce a stare bassi con l'impedenza e minore sarà la tensione del volano L/C, quindi a 1800 Ohm potrò spingere in potenza di piu che con 4700 Ohm qualora sul circuito L/C vi sia un condensatore variabile, per dire, da 500 V.

Dalla tabella presa dal sito di Steve; Figure 3 - Impedance versus "Counterpoise" Length for an End Fed Half Wave Free Space Antenna

e tentando di ragionarci, credo sia pure vero che realizzando un trasformatore di impedenza pari a 36:1 (1800/50), quindi con un rapporto spire di 6:1, costruendo l'antenna con le specifiche per quella impedenza, cioè 0.47 lambda il radiatore e 0.05 lambda il contrappeso, dovrebbe funzionare tutto lo stesso.

Torno quindi alla domanda scopo del thread:

perchè su questa tipologia di antenne viene usato un circuito L/C ??? 

Scusate la lunghezza e eventuali imprecisioni.

[carlo_forever]

Beh, perché l'impedenza che una 1/2 onda presenta ad un estremo è molto bassa, e quindi va adattata ai 50 Ohm che caratterizzano tutta la discesa e la radio stessa.
Senza circuito LC (che è poi l'anellone della Ringo), avresti ROS alle stelle, cavo irradiante, TVI, vicini di casa armati di forcone, ecc. ecc.

Carlo

[IU0HYR - Oscar3 (Omega3)]

Beh, perché l'impedenza che una 1/2 onda presenta ad un estremo è molto bassa

E' molto bassa? 1800-5000 Ohm sono una impedenza bassa?
Scusa, nulla di personale, ma ho idea che non hai chiaro qualcosa, comunque grazie per la risposta.

[carlo_forever]

Sì, hai ragione, deve essere il caldo aggio sbagliato. E' molto alta, ed infatti la corrente è bassa e la tensione, al contrario, tende al massimo. E' come se fosse una resistenza da n mila ohm, tensione alta, corrente al minimo, impedenza comunque non adatta, ROS alto e guai.
Il supposto vantaggio della 1/2 onda end fed è la mancanza di piano di terra o contrappesi. E' come se fosse un dipolo alimentato al centro, non ha bisogno di altro che di se stesso.
Però bisogna pur chiudere l'impedenza per il cavo, che vuole i suoi 50 Ohm.
Nell'articolo si parla di un piccolo contrappeso. Non so dire se questo porti vantaggi o no, chiaramente quando l'antenna è adattata, con o senza contrappeso, funziona. Gli svantaggi della ringo sono sempre stati i problemi al cambiare delle condizioni climatiche. Forse il contrappeso aiuta.

Carlo

[pesciolino73]

..E FUNZIONANO MOLTO BENE SIA IN ORIZZONTALE CHE IN VERTICALE !!!
io ne ho una per gli 11 che mi ha dato tante soddisfazioni!! e ora proverò per l estate una per i 20!!!! cq cq

[IU0HYR - Oscar3 (Omega3)]

Ok, ma al quesito non risponde nessuno.

[r5000]

73 a tutti, il circuito LC è il sistema più comodo ed efficiente per adattare l'impedenza del cavo coassiale all'antenna, puoi anche usare un trasformatore con il rapporto di trasformazione corretto e il toroide adatto ma poco o tanto perde sempre più dell'aria, il "meglio" è la bobina autoportante cioè senza supporto, se c'è un supporto di plastica o ceramica ecc... hai perdite nel dielettrico e lo stesso vale per il condensatore, se in aria o in porcellana ecc... è meglio della ceramica o fibra di vetro, nylon ecc...  poi se l'antenna presenta 2000 o 5000 ohm cambieranno i valori di tensione e corrente (a pari potenza) ma in genere si abbonda per minimizzare l'effetto dell'umidità, polvere ecc... sul discorso "contrappeso" solitamente si semplifica dicendo che la 1\2 onda non ha bisogno di contrappesi risonanti come per il 1\4 d'onda (tipicamente la ground plane) ma in verità serve  un minimo di contrappeso anche alla 1\2 onda, tipicamente usa il cavo coassiale e infatti ci misuri la corrente di modo comune, quando aggiungi il contrappeso la corrente di modo comune si azzera e non serve lungo 1\4 d'onda ma ne basta molto meno, in giardino è sufficiente il picchetto di terra, sul tetto o nel caso di una filare orizzontale  con la scaletta (zeppelin) si aggiunge un braccio corto, giusto quanto serve per rendere uguale la corrente nei due fili della scaletta...

[IU0HYR - Oscar3 (Omega3)]

73 a tutti, il circuito LC è il sistema più comodo ed efficiente per adattare l'impedenza del cavo coassiale all'antenna, puoi anche usare un trasformatore con il rapporto di trasformazione corretto e il toroide adatto ma poco o tanto perde sempre più dell'aria, il "meglio" è la bobina autoportante cioè senza supporto, se c'è un supporto di plastica o ceramica ecc... hai perdite nel dielettrico e lo stesso vale per il condensatore, se in aria o in porcellana ecc... è meglio della ceramica o fibra di vetro, nylon ecc... 

Ok, quindi ci stiamo dicendo che il circuito di accordo serve ad accordare il radiatore, a prescindere dalla presenza o meno del contrappeso. Regolando opportunamente il condensatore si accorda il circuito in modo da avere meno perdite possibile, in quanto col trasformatore "secco" non si riuscirà mai ad avere una trasformazione precisa dell'impedenza e le perdite saranno sempre maggiori che col circuito volano.
Col trasformatore puoi regolare le stazionarie solo con l'accordatore della radio o comunque all'ingresso, mentre col volano riesci a far risuonare il radiatore.

Se intendevi questo, allora la cosa ha senso.

Sarebbe interessante se qualcuno indicasse le formule per il calcolo completo, oppure la conferma che queste gia postate altrove su questo forum sono corrette.
Grazie.

Questo progetto di IW2MXE fornisce importanti dettagli sulla realizzazione del Circuito L/c

Induttanza L : in aria fatta con rame argentato del Ø=2mm 10 turns su diametro Ø=35mm con lunghezza di 50mm per un valore indicativo di 2μH

Capacità C : 2 banchi da 100+200 pF uniti in parallelo per fare circa 300 pF come max. capacità.

Il link a massa è fatto con un coccodrillo in modo tale da cercare la posizione con minimo ROS quando la si trova si puo' anche saldare direttamente sulla spira.

Progetto


Cito la fonte
http://iw2mxe.jimdo.com/autocostruzione/antenna-efhwa/

[r5000]

73 a tutti, è meglio chiarire che il circuito LC collegato a un'antenna risonante (cioè ha una lunghezza elettrica 1\2 onda) ha il solo scopo di adattare l'impedenza da bassa (50 ohm del cavo coassiale) a elevata (dipolo alimentato per comodità all'estremità di un braccio) poi se l'antenna ha una lunghezza differente o viene utilizzata  come multibanda  il circuito LC contemporaneamente fà due lavori, adatta l'impedenza e aggiunge la reattanza necessaria per compensare la componente reattiva del filo random o di un'antenna nata per una banda e utilizzata per altro...

[magius]

Ciao a tutti! Rispolvero questo ormai quasi vecchio topic perché sto studiando questa interessante mezz'onda nella banda CB.

Cito r5000 in cui scrive:
"...ma in verità serve un minimo di contrappeso anche alla 1\2 onda, tipicamente usa il cavo coassiale e infatti ci misuri la corrente di modo comune, quando aggiungi il contrappeso la corrente di modo comune si azzera..."

Quindi non servono le efficaci 5 spire Ø 11cm appena sotto l'alimentazione per ridurre i TVI?

Qualche mese fa ne ho costruita una e prima di piazzarla ho misurato molta corrente di modo comune su cavo coassiale prossimo alla radio. Quindi ho aggiunto le 5 spire azzerando le correnti di modo comune.

Datemi conferma della cavolata che ho fatto. ...potevo metterci un contrappeso.
73 a tutti
magius

[r5000]

Ciao a tutti! Rispolvero questo ormai quasi vecchio topic perché sto studiando questa interessante mezz'onda nella banda CB.

Cito r5000 in cui scrive:
"...ma in verità serve un minimo di contrappeso anche alla 1\2 onda, tipicamente usa il cavo coassiale e infatti ci misuri la corrente di modo comune, quando aggiungi il contrappeso la corrente di modo comune si azzera..."

Quindi non servono le efficaci 5 spire Ø 11cm appena sotto l'alimentazione per ridurre i TVI?

Qualche mese fa ne ho costruita una e prima di piazzarla ho misurato molta corrente di modo comune su cavo coassiale prossimo alla radio. Quindi ho aggiunto le 5 spire azzerando le correnti di modo comune.

Datemi conferma della cavolata che ho fatto. ...potevo metterci un contrappeso.
73 a tutti
magius

73 a tutti, se hai misurato corrente rf hai fatto bene ad aggiungere il balun choke, poi sapendo la lunghezza \ disposizione del cavo coassiale si può pensare al perchè avevi corrente di modo comune elevata, azzardo l'ipotesi di un cavo molto corto e quindi l'apparato è investito dal campo rf dell'antenna ma succede anche con il cavo lungo i multipli del 1\4 d'onda elettrico...

[magius]

Ciao r5000, grazie per la tua risposta e scusami per il ritardo della presente.
Hai visto lungo, effettivamente il cavo che uso per la prima analisi (in comodità) delle antenne prima di posizionarle è lungo solo 7m, quindi sono dentro il near field (spero si scriva così).

Sta mattina, spinto dalla curiosità dovuta dalla tua risposta, ho fatto una prova. Ho sciolto le 5 spire e aggiunto un contrappeso dalla lunghezza di 1m, visto che la teoria dice che dev'essere almeno di 0.05λ 
Ho misurato le comuni: a 4W senza contrappeso l'apparecchio mi indicava 5µA. Con il contrappeso 24µA!
Ora, visto che con le antenne ho una modesta esperienza, ho imparato che loro sono molto suscettibili a ciò che gli sta attorno, ho tolto il contrappeso e ricostruito le 5 spire... e le comuni sono scese a 0µA
Prima o poi capirò anche questo aspetto.
Grazie di tutto e buone onde!
73
magius