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BALUN CON TERRA VIRTUALE PER LO
SDOPPIAMENTO DEL DIPOLO RIPIEGATO A ½ ONDA
by Francesco Errante
Dipolo ripiegato a 1/2 onda: un'antenna... anzi
due! (BIS)
Funzioni scientifiche
a. Il balun qui descritto consente lo sdoppiamento del filamento del
dipolo ripiegato a ½ onda.
b. Un balun con terra virtuale per lo sdoppiamento del dipolo a ½
onda, come nella rivendicazione 1, è caratterizzato dal fatto che consente di
dimostrare che il filamento di un dipolo ripiegato a ½ onda si comporta come se fosse
costituito da due filamenti distinti ma identici e coincidenti alimentati in
controfase.
Descrizione
L'Autore, mediante l'uso di un particolare circuito
radio-elettrico per la soppressione di uno qualsiasi dei due rami di un dipolo
aperto a ½ onda, ha precedentemente dimostrato la possibilità di alimentare
separatamente ed indipendentemente i due rami di un dipolo aperto a ½ onda, nella
stessa occasione è stato introdotto il concetto ed il metodo per la generazione di un
nodo di terra virtuale per la separazione delle correnti di ramo.
Il dipolo ripiegato a ½ onda é costituito da un unico conduttore e non consente
l'utilizzazione indipendente delle correnti che lo attraversano nei due versi.
La presente invenzione permette lo sdoppiamento del filamento del dipolo ripiegato a
½ d'onda per consentire di dimostrare che lo stesso filamento si comporta come se
fosse costituito da due filamenti identici e coincidenti ma ognuno di essi attivo
soltanto per la durata di un semiperiodo. Tale risultato è stato ottenuto mediante
l'impiego di un circuito radioelettrico a costanti concentrate, basato su di un
trasformatore elettrico(1) a larga banda per se-gnali a radiofrequenza, avvolto su
nucleo di ferrite di forma binoculare, avente un avvolgimento primario(2) con
impedenza di valore pari a quello della linea di trasmissione adottata(10) ed un
avvolgimento secondario(3) con presa centrale(4) ed impedenza pari a 150 +150 Ohm
riferiti al polo di terra virtuale. Il nodo di terra è propagato a tutto il circuito
mediante la gabbia di scher-maggio elettrostatico(5) connessa alla presa centrale del
trasformatore(1) mediante un breve collegamen-to elettrico(6). L'ottimizzazione del
punto di lavoro del trasformatore é ottenuta mediante compensazione con l'utilizzo di
capacitá elettriche ad alto isolamento(9). Il trasformatore balun oggetto di questa
invenzione permette lo sdoppiamento del filamento originario del dipolo ripiegato a ½
onda, in due filamenti gemelli(7, 8) fornendo loro due segnali identici ma in
controfase tra di loro ed aventi ognuno un' impedenza pari a 150 Ohm sbilanciati e
riferiti al polo di terra virtuale. Le due spire(7, 8) elettricamente indipendenti ma
concentriche rispetto al loro punto di alimentazione, possono ora assumere la
posizione di parallele tra di loro, consentendo il loro funzionamento concorrente
sulla stessa direttrice oppure possono essere disposte l'una perpendicolare all'altra
rispetto alla loro dimensione maggiore, permettendo al dipolo di operare con un
diagramma di radiazione quasi-omnidirezionale.
E stato così inventato un balun con terra virtuale che consente lo sdoppiamento del
filamento del dipolo ripiegato a ½ onda e permette di dimostrare che esso in realta'
lavora come se fossero due filamenti identici e coincidenti ma alimentati in
controfase.
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Peculiaritá elettriche ed operative
1. Il balun qui descritto é caratterizzato dal fatto di avere una
presa centrale sul suo avvolgimento secondario per la generazione di un nodo di terra
virtuale che costituisce il riferimento elettrico a potenziale zero di tutto il
circuito e ne permette una precisa stabilizzazione elettrica.
2. Il balun qui descritto é caratterizzato dal fatto che
l’avvolgimento secondario(4) del trasformatore, durante la trasmissione di segnali
radio-elettrici nello spazio, provvede ad erogare due segnali radioelettrici identici
ma in controfase tra di loro, ovvero, ognuno dei segnali presenta una differenza
dell’angolo di fase rispetto al polo di terra virtuale pari a ±90 gradi.
3. Il balun qui descritto é caratterizzato dal fatto che, quando le
due spire del dipolo ad esso collegate sono orientate nella medesima direzione,
durante la ricezione di segnali radioelettrici provenienti dallo spazio da direzioni
fuori orientamento rispetto al dipolo stesso, il trasformatore(1) nel provvedere a
combinare qualsiasi segnale bilanciato captato dai due rami del dipolo, introduce una
reiezione elettrica che aumenta col diminuire della differenza dell’angolo di fase
tra i due segnali ad esso inviati dai rami del dipolo stesso. Ciò permette di
esaltare la già nota proprietà di reiezione di fianco del dipolo, che si
traduce in una maggiore attenuazione dei segnali indesiderati provenienti da
direzioni al di fuori dell’orientamento del dipolo stesso.
4. Il balun qui è caratterizzato dal fatto che permette di variare
il diagramma di radiazione di un dipolo ripiegato a ½ onda, consentendo d'irradiare
lungo un'unica direttrice oppure di operare con un diagramma di radiazione
quasi-omnidirezionale (arrangiamento del tipo turnstile).
5. Il balun qui descritto é caratterizzato dal fatto che la
larghezza di banda del dipolo ripiegato a ½ onda ad esso connesso è sensibilmente
maggiore rispetto a quando lo stesso dipolo è utilizzato con altri balun già
noti.
6. Il balun qui descritto é caratterizzato dal fatto che la
suscettibilità alle influenze da parte di capacità parassite (suolo, muri etc.) di
ognuno dei due rami del dipolo stesso, è notevolmente ridotta rispetto a quando il
loro adattamento alla linea di trasmissione sbilanciata è fatto con altri sistemi di
adattamento già noti (BALUN), consentendo di trasmettere con notevoli potenze anche
in stretta prossimità del suolo, di muri od ostacoli vari e con qualsiasi
inclinazione rispetto agli stessi, senza che si verifichino apprezzabili variazioni
d’impedenza (disadattamenti) all’ingresso del trasformatore(1).
7. Il balun qui descritto é caratterizzato dal fatto che tutte le
porte del trasformatore(1) presentano un cortocircuito alla corrente continua e sono
tutte collegate alla terra fisica tramite il conduttore esterno della linea di
trasmissione coassiale(3), consentendo lo scaricamento delle cariche elettrostatiche
via terra comune.
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