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Lo stack di stack di yagi

La naturale evoluzione dello stack di yagi é rappresentata dallo "stack di stack di yagi" e cioè dal mettere insieme più sistemi di antenne.

Perchè fare due gruppi di antenne, ad esempio di quattro antenne ciascuno, e non otto antenne tutte insieme?

I motivi sono:

  1. I due gruppi di antenne possono funzionare simultaneamente oppure ciascuno autonomamente, collocando dei relè alla base di ciascun gruppo.

  2. Ciascun gruppo può essere direzionato dove si vuole, nella stessa oppure in altre direzioni.

  3. Maggiore facilità costruttiva.

    Analizziamo con l'aiuto del computer tramite il software MMANA il comportamento di uno stack composto di due gruppi di antenne, ciascuno con quattro antenne.

    Utilizziamo il software ANTENNE.ZIP di DL6WU per determinare un'antenna di nove elementi pari alla tonna reperibile sul sito web di F9FT dove troviamo anche le spaziature consigliate per montare quattro antenne che corrispondono a metri 2,77 sui piani E e H.

    Ricordo che l'area di cattura di un'antenna dipende dal guadagno e la spaziatura per montare due antenne é direttamente proporzionale all'area di cattura stessa; per cui la spaziatura dipende dal guadagno della singola antenna.

    Otteniamo le misure di un'antenna 9 elementi con un guadagno presunto di 13,1 dbi lunga 3,7 metri.

    Provvediamo a trasformare le misure fornite dal software in coordinate, tramite CONVERTE.EXE .

    Il file risultante, i più pigri lo trovano come misure , potrà essere gestito con MMANA.

    Determiniamo i parametri della singola antenna che risultano essere:

    F/B db

    Max Gain dbi

    Primi lobi laterali db

    16,85

    13,35

    -20

    Una possibilità prevista dal programma é quella di mettere insieme più antenne, tutte uguali, sia sul piano orizzontale sia su quello verticale.

    Per far ciò clicchiamo su edit e poi su Make Stak.

    Supponiamo di voler accoppiare quattro antenne, due sul piano orizzontale e due su quello verticale.

    Clicchiamo sul numero delle antenne, togliamo le due spunte e nei due campi inseriamo le misure alle quali vogliamo montare le nostre antenne (2,77 m). Con View vedremo lo stack e poi potremo eseguire il calcolo con Compute. I parametri dello stack saranno:

    F/B db

    Max Gain dbi

    Primi lobi laterali db

    Secondi lobi laterali db

    18,41

    19,17

    -13

    -23

    A questo punto dobbiamo costruire il secondo stack da accoppiare al primo ma purtroppo MMANA non offre questa possibilità. Pertanto dovremo costruire un VERO STACK, composto di quattro antenne.

    Apriamo MMANA e carichiamo la nostra antenna 9 elementi.

    Clicchiamo su Edit e poi su Move. Questa é una grossa utility fornita dal programma perché permette di costruire un'antenna uguale alla precedente ma spostata nello spazio.

    Spuntiamo Z, all coordinates e inseriamo la misura 2.77 dello spostamento.

    Con View verifichiamo che l'antenna si è spostata verso l'alto di 2,77 metri.

    Salviamo la nuova antenna naturalmente con un nome diverso dal precedente.

    Proseguendo otteniamo due altre nuove antenne spostate nello spazio di 2,77 metri e quindi altri due files.

    Chiudiamo MMANA e apriamo uno qualsiasi dei quattro files con NOTEPAD. Notiamo che contiene dati quali la descrizione, la frequenza, il numero degli elementi, le coordinate di ciascun elemento,il punto di alimentazione.

    Posizioniamo il cursore alla fine delle coordinate e apriamo un altro file. Utilizziamo il mouse per selezionare il gruppo di coordinate e poi clicchiamo su copia e quindi su incolla nel primo file. Abbiamo così unito le coordinate di due antenne. Facciamo la stessa cosa per le altre due.

    Si tratta a questo punto di cambiare il numero degli elementi che é passato da 9 a 36 e inserire le nuove tre alimentazioni che saranno w11c, w20c e w29c . Modifichiamo anche l'intestazione. Salviamo con un nome che ricordi lo stack

    I soliti pigri potranno utilizzare misure stack qui allegato e gestibile da MMANA.

    Tramite il programma ANTENNE.ZIP simuliamo la costruzione di un'antenna con guadagno pari a quello dello stack appena costruito: ciò per ricavare la spaziatura sul piano E da utilizzare per il successivo stack di stack. Tale distanza sarà di 6 metri.

    Apriamo MMANA e carichiamo il file contenente lo stack. Clicchiamo su edit, make stack e inseriamo i dati per realizzare un doppio stack con tutte le antenne puntate nella stessa direzione.

    Clicchiamo su option, setup e portiamo il numero di pulses a 2048 in quanto il valore di default non é sufficiente per i nostri calcoli.

    Clicchiamo su compute e dopo un po' di tempo che dipende dalla velocità del processore otterremo i risultati.

    Se disponiamo di un computer lento possiamo cambiare il 40 che appare su DM2 con 20. In questo modo si ridurrà il numero dei pulses e il calcolo avverrà in minor tempo. Per contro avremo una piccola diminuzione di precisione sempre comunque nell'ambito di 0,5 db.

    F/B db

    Max Gain dbi

    Distanza m.

    Primi lobi laterali db

    Secondi lobi laterali db

    19,27

    22,13

    6

    -11,5

    -21

    Risulta chiaro un aumento di 3 db rispetto al singolo stack in accordo con la teoria dell'accoppimento tra antenne: infatti raddoppiando il numero delle antenne puntate nella stessa direzione otteniamo un aumento di 3 db; quadruplicando il numero l'aumento passa a 6 db.

    Cosa succede se i due gruppi di antenne non puntano nella stessa direzione?

    Ipotizziamo di avere un gruppo puntato a NORD e il secondo a SUD.Vogliamo conoscere i risultati di un simile stack.

    C'è da dire che MMANA non gestisce automaticamente questo caso però mette a disposizione, cliccando su edit l'opzione Rotate mediante la quale sarà possibile ruotare di 180 gradi intorno all'asse Z e poi spostare con Move di 6 metri il nostro gruppo di antenne. Ciò allo scopo di creare un nuovo gruppo da unire, come abbiamo fatto prima con una sola antenna, tramite NOTEPAD al gruppo originale. Si dovranno poi inserire i nuovi punti di alimentazione nonché cambiare il numero degli elementi che risulterà raddoppiato.

    Il file risultante è quì allegato.

    Eseguiamo il calcolo e otteniamo:

    F/B db

    Max Gain dbi

    Distanza m.

    Primi lobi laterali db

    Secondi lobi laterali db

    -0,1

    17,01

    6

    -14

    -22

    Appare quindi una diminuzione di guadagno rispetto al singolo stack di 2,16 db con un rapporto avanti/dietro inesistente in quanto i due stack puntano in direzioni opposte. Abbiamo realizzato il nostro scopo di lavorare contemporaneamente il nord e il sud.

    Analogamente possiamo pensare di posizionare gli stack uno a nord e uno verso est e cioè ruotati di 90 gradi.

    Operiamo come sopra e otteniamo il seguente file.

    Eseguiamo il calcolo e otteniamo:

    F/B db

    Max Gain dbi

    Distanza m.

    Primi lobi laterali db

    Secondi lobi laterali db

    16,29

    16,07

    6

    -12

    -21

    Notiamo una diminuzione di guadagno rispetto al singolo stack di 3,1 db con una piccola diminuzione di F/B a fronte della possibilità di lavorare contemporanemente il nord e l'est.

    Attenzione per non incorrere in sfasamenti tutti i cavi di collegamento agli stack devono avere la stessa lunghezza, nonché tutti i dipoli devono essere nella stessa posizione.

    Per ultimo cito ma non documento la possibilità di accoppiare stack formati da antenne divese; in questo caso l'incremento nella stessa direzione non sarà di 3 db ma inferiore per i diversi apporti forniti dai due gruppi.

    Giovanni Franceschini

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