Sistema di antenna MULTIBANDA HF da 225 Ohm

  Pilota a larga banda per antenne a dipoli incrociati, note anche come antenne turnstile o quardipoli.

NB. I nostri balun(s) per ricetrasmissioni in HF, li trovi qui.

BREVETTO INDUSTIALE n.0001347486 (ITAPA20030021)
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BALUN CON TERRA VIRTUALE PER LO SDOPPIAMENTO DEL DIPOLO RIPIEGATO A ½ ONDA

by Francesco Errante

Funzioni scientifiche

a. Il balun qui descritto consente lo sdoppiamento fisico ed elettrico del filamento del dipolo ripiegato a ½ onda.

b. Il balun qui descritto consente di dimostrare che il filamento di un dipolo ripiegato a ½ onda (avente un'impedenza caratteristica di 300 Ohm) si comporta come se fosse costituito da due filamenti distinti ma identici e coincidenti alimentati in controfase ed aventi, ognuno, un'impedenza caratteristica di 150 Ohm, riferita al nodo di terra virtuale.

c. Il balun qui descritto consente di dimostrare che il filamento del dipolo ripiegato a ½ onda e, generalizzando, anche il filamento di qualsiasi altro loop risonante, di qualsiasi forma, sia esso ad unica spira che a spire multiple, quando viene correttamente alimentato con un segnale radio-elettrico sinusoidale di idonea lunghezza d'onda, esso è interamente percorso, da capo a capo, da correnti che per un semiperiodo hanno verso orario e per il successivo semiperiodo hanno verso antiorario o viceversa.

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.

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.