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Quagi 8 elementi 432MHz PDF Stampa
Scritto da Administrator   
Domenica 26 Aprile 2009 00:00

A causa delle molte figure presenti in questa pagina, è possibile che ci vogliano alcuni minuti per completarne il download. Abbiate pazienza. Intanto potete iniziare a leggere il testo...

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Mi piace l'elettronica, le telecomunicazioni, la fotografia, suonare qualche strumento musicale, programmare... Ci sono un paio di progetti recenti che vorrei condividere con altri appassionati. Incominciamo con questa antenna Quagi 8 elementi per i 432 Mhz.

Inizialmente, provai a costruire l'antenna applicando il progetto originale di N6NB , ma non funzionò bene. A volerla dir tutta, c'erano delle differenze tra la mia realizzazione e il progetto originale: per il radiatore e per il riflettore usai filo in rame smaltato da 1.8mm (quello che si usa comunemente per avvolgere bobine o trasformatori) perché, almeno in Italia, il vecchio filo isolato #12 TW è troppo difficile da trovare. Inoltre, il diametro dei miei direttori era di 4mm invece che 3mm. Probabilmente sono state queste differenze a creare un Rapporto di Onda Stazionaria inaccettabile, come potete vedere nella figura qua sotto:

Fig. 1 Curva di ROS ottenuta sperimentalmente con il prototipo basato sul progetto di N6NB

 

Qualcuno mi suggerì di ottimizzare l'antenna usando NEC2, e... ecco qui i risultati.

Questa Quagi è progettata per operare su 432.2Mhz, comunque lavora bene su una larghezza di banda abbastanza ampia. I dati seguenti sono stati ottenuti con 4NEC2D v. 5.3.2 di Arie.

Il prototipo si comporta meglio di quanto mi aspettassi, ma sembra che il radiatore richieda una piccola taratura, probabilemte a causa delle inevitabili imprecisioni introdotte durante la realizzazione pratica e, credo, a causa dello smalto sul filo di rame, il cui effetto è difficile da simulare (mi hanno detto che con NEC4 si può, ma io non ce l'ho). Nel mio prototipo, ho dovuto accorciare il radiatore di circa 3mm.

 

Suggerisco di procedere così:

1) Costruire l'antenna seguendo rigorosamente il dimensionamento riportato in tabella 2

2) Collaudare il prototipo e tracciare la curva di ROS

3) Tarare la lunghezza del radiatore. Una stima della nuova lunghezza si può ottenere con questa formula: DE(nuovo) = DE(vecchio) * fROSmin/432.2

dove fROSmin è la frequenza in MHz dove si è misurato il minimo ROS. DE è la lunghezza del radiatore (DE = Driven Element). Comunque la lunghezza finale dipenderà dalla vostra realizzazione, quindi prendetevela comoda e non tagliate troppo corto! (Accorciare è facile, ma per allungare dovrete rifare il radiatore perché le saldature possono dar fastidio a queste frequenze)

Ho messo qualche risultato sperimentale e le fotografie del prototipo in fondo a questa pagina. Rimpiango di non aver tenuto le curve di ROS relative al radiatore lungo 741mm e 738mm, comunque potete vedere che, con un radiatore di 735mm, il minimo ROS si trova @ 434.5MHz. Nell'ultimo grafico, potete trovare un'interessante comparazione tra la curva di ROS reale e quella simulata "con perdite" di un'antenna con radiatore di 735mm ("Con perdite" significa che ho tenuto conto, nella simulazione, di alcuni effetti dovuti ai materiali non ideali).

Divertitevi!

 

 

Parametro

Valore

Unità (Condizioni)

Frequenza

432.2

MHz

Guadagno

13.77

dBi nello spazio libero

ROS

1:1.03

(432.2 MHz)

ROS (min)

1.01

(432 MHz)

Larghezza di banda

430-434

MHz (ROS<1.4:1)

Angolo di radiazione

1.8

Gradi rispetto a una buona terra (Altezza circa 8 lunghezze d'onda)

Tab. 1 Prestazioni antenna (simulazione con Metodo dei Momenti)

 

 

struttura quagi ik1hge 8el 432 Mhz

Fig. 2 Struttura dell'antenna quagi 8el per 432MHz

 

 

Diametro filo di rame per costruire i quadrati

0.0018

Diametro dei direttori in alluminio

0.004

Boom (legno) 1.50

Elemento

Lunghezza

Posizione

 

Spaziatura

RE

0.76215

-0.22904

DE-RE

0.22904

DE

0.7413

0

DE-DE

0

D1

0.29365

0.13093

DE-D1

0.13093

D2

0.29213

0.40783

D1-D2

0.2769

D3

0.28042

0.57751

D2-D3

0.16968

D4

0.28618

0.7632

D3-D4

0.18569

D5

0.28384

1.0228

D4-D5

0.2596

D6

0.27414

1.2687

D5-D6

0.2459

Tab. 2 Dimensionamento (lunghezze espresse in metri)

 

 

Fig. 3 Diagramma di radiazione piano verticale (Elevation) nello spazio libero (polarizzazione orizzontale)

 

 

diagramma di radiazione orizzontale

Fig. 4 Diagramma di radiazione sul piano orizzontale nello spazio libero (polarizzazione orizzontale)

 

 

Fig. 5 ROS (SWR) e coeff. di riflessione

 

 

quagi 8el 432Mhz grafici impedenza in funzione della dfrequenza

Fig. 6 Grafici dell'impedenza: Resistenza,Reattanza (sopra) e Modulo,Fase (sotto)

 

 

quagi 8el 432MHz grafico del guadagno in funzione della frequenza

Fig. 7 Guadagno totale rispetto alla frequenza

 

 

Fig. 8 IK1HGE 432MHz 8el Quagi - guadagno polarizzazione orizzontale rappresentato in 3D

 

Le istruzioni pratiche per la costruzione le trovate nell'articolo dell'ideatore della Quagi N6NB, nell'ARRL Antenna Handbook e in molti siti internet. E' sufficiente cercare "Quagi" con qualsiasi motore di ricerca.

Per facilitarvi il compito, trovate qui sotto qualche suggerimento e qualche fotografia del mio prototipo.

  • Usate qualche vernice protettiva non conduttiva per proteggere il boom in legno dall'umidità (tipo flatting per barche) e dal sole.

  • Per fissare i due quadrati, io ho ritagliato due strisce di vetronite (FR4), cioé il normale materiale con cui si fanno i circuiti stampati. Ovviamente rimuovetecompletamente i fogli di rame incollati sulle superfici attraverso asportazione meccanica, se ci riuscite, o attacco chimico (cioé mettete le piastre nel cosiddetto "acido" senza proteggere il rame). Molti usano barrette di legno o altri materiali isolanti facilmente lavorabili, come plexiglass, PVC, plastica di vario tipo. Scegliete qualcosa che non si deformi molto al variare della temperatura!

  • Il radiatore è alimentato attraverso un connettore femmina volante tipo N e un breve pezzo di RG213. Proteggete dalle intemperie i punti di connessione (io ho saldato) del cavo coassiale al quadrato in rame. To make Se fosse necessario, per rendere la connesione più flessibile, suggerirei di usare un cavo coassiale più sottile, con buona pace delle perdite come il pessimo RG58). Potete usare poi l'RG213 per la linea dal ricetrasmettitore al connettore dell'antenna.

  • Dopo che ciascun direttore è perfettamente allineato, potete fissarlo con una goccia di colla a presa rapida.

quagi 8 el 432MHz ik1hge, fotografia dell'antenna a montaggio ultimato

i due elementi quadrati della quagi: direttore e riflettorei due elementi quadrati visti da un'altra angolazioneparticolare della saldatura del cavo coassiale al direttore

Fig. 9 IK1HGE 432MHz 8el Quagi - Dettagli costruttivi del prototipo

Mi picerebbe ricevere dei commenti e le vostre impressioni su questo progetto. Per ulteriori informazioni, o per raccontarmi com'è andata con la vostra realizzazione, potete contattarmi via e-mail:

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Ultimo aggiornamento Venerdì 04 Giugno 2010 12:01