J-POLE per i 144 MHz PDF Stampa E-mail
Scritto da Galafate Graziano IZ0-ONL (e-mail: iz0onl@yahoo.it)   
Lunedì 05 Luglio 2010 08:22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Galafate Graziano IZ0-ONL  (e-mail : Questo indirizzo e-mail è protetto dallo spam bot. Abilita Javascript per vederlo. )

 

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J-POLE (144-146 Mhz)                                                               

 

 

? Idea progettuale:

 

La necessità di avere un’antenna per le VHF (144-146 Mhz) e la passione per l’autocostruzione mi hanno spinto verso la realizzazione della j-pole.

Sicuramente non sono ha presentare nulla di nuovo o innovativo visti i tanti modelli e realizzazioni già messi a punto e sperimentati. La mia idea però era quella di realizzare una

j-pole senza alcuna complicazione tecnica e soprattutto senza l’ausilio di utensili particolari.

La scelta dei componenti è ricaduta su quello che avevo più a disposizione e che soprattutto non avesse prezzi eccessivi.

 

 

? Lista componenti:


 

Per l’elemento radiante e l’adattatore a ?/4 ho utilizzato comunissimo tubo in acciaio zincato per impianti elettrici del diametro 16mm. La piastra di supporto, dove viene montato il tutto, ed i collari per fissare il tubo sono anch’essi in acciaio zincato. Il ponte di corto dello stub è una fascetta di acciaio inox recuperata, per terminare una scatola stagna 10x10 cm che alloggia il connettore SO-239 e un pezzo di RG-213. La scelta del tubo in acciaio zincato come anche degli accessori è dipesa dal fatto di avere una struttura di ottima resistenza agli agenti atmosferici e nel contempo buona rigidità meccanica.

 

 

? Considerazioni sul funzionamento:


 

Dall’analisi della struttura la j-pole è la diretta conseguenza della Zeppelin con il radiatore ruotato di 90° rispetto allo stub. Per il calcolo delle lunghezze e spaziature degli elementi non ho seguito formule particolari ma sono partito dal principio costruttivo cioè alimentare un dipolo a ?/2 tramite una linea a ?/4. Dovendo l’antenna risuonare nella banda 144-146 Mhz ho dimensionato il tutto per la frequenza media cioè 145 Mhz. Da questo si ricava la lunghezza del radiatore circa 1mt e quella dello stub circa 50cm. La distanza tra gli elementi è stata scelta per necessità costruttive. Sotto riporto il disegno di massima dell’antenna (non in scala).

 

 

Come si può vedere, immediatamente sotto al punto di alimentazione si incontra un secondo ponte, l’ho inserito per meglio raggiungere la risonanza, il concetto sarà ripreso più avanti nella fase di taratura. Teoricamente questo tipo di antenna potrebbe essere realizzata con qualsiasi cosa possa risuonare. Questa sua particolarità e le dimensioni non critiche la rendono particolarmente adatta a molte applicazioni dove necessita avere o costruire un’antenna da campo tarabile con un semplice rosmetro. Se abbiamo la fortuna di trovare qualche deposito di rottami, sicuramente con pochi euro ci portiamo via tutto l’occorrente per costruire questa fantastica antenna.

 

 

? Assemblaggio:

 

Qui di seguito riporto la sequenza fotografica con i particolari costruttivi;

 

 

 

 

 

 

Nella prima foto possiamo vedere l’antenna in tutto il suo splendore, a seguire la vista frontale dove è possibile notare il semplice sistema costruttivo il ponte ausiliario di accordo ancora libero dal nastro vulcanizzante e il ponte principale dello stub, quest’ultimo è costituito direttamente dai primi collari con la piastra di supporto. Scendendo ancora vediamo il sistema di accordo e alimentazione completamente vulcanizzati, nell’ultima foto la parte posteriore con i due collari per l’attacco palo. Il ponte in materiale plastico (per la precisione tubo per impianti elettrici in pvc), ha il solo scopo di conferire rigidità al sistema stub radiatore, anche questo rinforzo gioca un ruolo importante nella taratura fine che poi vedremo.

 

 

? Taratura:

 

Innanzi tutto devo fare una premessa sulle modalità di taratura (che mio malgrado ho dovuto fare in casa), quindi non essendo in campo libero avevo il timore che le misure fossero falsate da ostacoli troppo vicini al radiatore. Ho potuto notare, con grande piacere, che la vicinanza o meno di oggetti, non influisce in modo significativo in fase di taratura, è chiaro che se otteniamo un buon risultato in campo chiuso quando portiamo il sistema antenna nel luogo ottimale di installazione possiamo solo migliorarne le prestazioni come del resto è accaduto anche alla mia realizzazione. Passiamo ora alla messa a punto.

Prima di tutto si collegano le fascette dove è saldato il cavo RG-213, per iniziare si parte dalla metà dello stub. Ora diamo un poco di potenza a 145 Mhz e vediamo con un rosmetro quello che accade. Spostando il punto di alimentazione lungo lo stub otterremo una condizione dove il ros è basso ma non ottimale, valori tipo 1,3 sono del tutto possibili. Per ottimizzare il ros si potrebbe anche giocare sulla lunghezza del radiatore (che per costruzione non necessita di essere tagliato fisicamente), ma è sufficiente farlo scorre nei collari. In verità questa tecnica non mi ha dato grandi gioie, quindi ho optato per il secondo ponte di accordo. Serrando le fascette dei punti di alimentazione si procede con l’inserimento del secondo ponte. Lo si usa sempre facendolo scorrere lungo lo stub. Raggiunto il punto di minore ros possiamo fissare anche questo componente. Faccio notare che dopo questa finezza il ros è nei dintorni di 1,1 su tutta la banda 144-146 Mhz. Il risultato sarebbe già ottimo ma se facciamo scorrere il ponte in pvc lungo lo stub è possibile arrivare a valori così bassi di ros da rendere la lettura sul rosmetro molto difficoltosa. Questo accade perché il ponte scorrendo sposta di qualche millimetro la distanza tra i conduttori della linea adattatrice a ?/4 (lo stub), variazioni queste che minimizzano il ros. Una volta completata la fase di taratura ho fissato il secondo ponte, il punto di alimentazione e il ponte in pvc con delle viti autofilettanti per evitare qualsiasi movimento cha parlando in termini di ros risulterebbe devastante.

Riporto i valori misurati.

 

 

144 Mhz

145 Mhz

146 Mhz

Ros ? 1

1 < Ros < 1.1

1.1 < Ros < 1.15

 

 

In fase di installazione ho effettuato un choke, posto nelle immediate vicinanze del connettore SO-239 per evitare ritorni a rf.

Credo che per le semplici modalità costruttive e la poca spesa, circa 10 euro, questi risultati siano davvero soddisfacenti.

 

? Osservazioni ed altre prove:


 

Volendo trovare un neo alla j-pole, per lo meno in questa configurazione, parliamo dell’impedenza della linea a ?/4. Per una linea bifilare in aria, l’impedenza vale;

Z = 276 log 2D/d, dove “D “ è la distanza tra i conduttori presa nell’interasse e “d “ è il diametro degli stessi. Per la mia realizzazione vale circa 300 ohm. Ho riscontrato (ma del resto era atteso), che con il peggiorare delle condizioni atmosferiche e più precisamente con l’aumentare dell’umidità relativa dell’aria, l’impedenza dello stub ha un leggero slittamento.

In termini di prestazioni significa che la risonanza si sposta di circa 1,5-2 Mhz al disotto dei 144 Mhz, questo comporta un innalzamento del ros. Ho effettuato la prova in queste condizioni (tempo nebbioso e piovoso), riporto le misure.

 

 

 

144 Mhz

145 Mhz

146 Mhz

Ros = 1.1

1.1< Ros <1.15

Ros > 1.2

 

 

Come si vede il ros peggiora, anche se rimane in valori non preoccupanti.

Ho voluto effettuare anche un’altra prova, far risuonare la j-pole in armonica alla frequenza 430-434 Mhz. La lunghezza d’onda di questa banda è grosso modo in relazione armonica (e precisamente armonica del III ordine), con la frequenza 144 Mhz. Per far ciò è necessario spostare il secondo ponte di circa 1 cm in basso. Dopo questa operazione la nostra j-pole può risuonare in modo discreto sia in VHF che in UHF. Chiaramente si paga lo scotto del ros.

In effetti lo spostamento del ponte porta l’antenna leggermente fuori taratura con conseguente peggioramento del ros.

 

 

144 Mhz ros 1.3

145 Mhz ros 1.32

146 Mhz ros 1.45

430 Mhz ros 1.3

432 Mhz ros 1.42

434 Mhz ros 1.5

 

 

Si può notare come questi dati non sono cero dei migliori, ma in caso di necessità (tipo radioassistenza di emergenza o antenna muletto), possiamo chiedere alla nostra j-pole di diventare una bi-banda. Come si può intuire l’antenna è in corto, quindi non dobbiamo preoccuparci di eventuali cariche elettrostatiche residue.

 

 

? Conclusioni:


 

La sua semplicità costruttiva e di funzionamento la rendono senza dubbio una valida antenna sia per attività portatile che fissa. Non avendo radiali è facilmente trasportabile e non dobbiamo preoccuparci troppo del piano di terra in fase di installazione. La presa sul vento è minima, non produce grandi sollecitazioni al palo (anche se di modeste dimensioni). Da parte mia non può che venire uno sprone alla costruzione. Non avendo strumenti a disposizione per testare i lobi di ricezione-radiazione e il guadagno, ho preferito non parlarne non avendo dati certi. Probabilmente inserendo un balun 1:1, potremmo avere una migliore simmetria dei lobi principali. Comunque al livello teorico segue tutti i dettami del dipolo a ?/2.

 

Graziano Galafate IZ0 ONL

 

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Ultimo aggiornamento Lunedì 13 Settembre 2010 11:13
 
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