BALUN-BAZOOKA-GAMMA MATCH-MATEMATICA
La lunghezza d'onda in metri e' sempre uguale a 299792.458 diviso la frequenza
in khz. Il balun e' un cavo coassiale a forma di U maiuscola (U come Udine),
che si salda sull'antenna in questo modo : L'anima del cavo va saldato uno a
destra e uno a sinistra al dipolo o radiatore dell'antenna, che ovviamente
quest'ultimo e' interrotto nel suo centro. L'anima del cavo di discesa va
saldato al dipolo o radiatore di solito dalla parte sinistra. Quindi a si-
nistra ci sono due anime saldate assieme sul dipolo o radiatore. Anima si
intende il filo centrale del cavo coassiale. Il balun ha due valori da cer-
carsi, e cioe' la sua impedemza in ohm e la sua lunghezza fisica rispetto
alla frequenza dell'antenna. Se il dipolo o radiatore dell'antenna ha una
resistenza di radiazione di 35 ohm, e il cavo di discesa o di alimentazione
ha una impedenza di 75 ohm, allora il balun e' uguale alla radice quadrata
di 35 moltiplicato 75, cioe' a 51.23475383 ohm. E' noto che il cavo coas-
siale ha un fattore di velocita' che e' 0.66 (zero virgola sessantasei per il
politene compatto, cioe' quello che nel suo interno non ha cavita'), mentre
il politene espanso che nel suo interno ha cavita' ha un fattore di velocita'
di circa 0.82 (zero virgola ottantadue). La lunghezza del balun a mezz'onda
e' uguale alla frazione che ha per numeratore la lunghezza d'onda moltiplica-
to il fattore di velocita' 0.66 oppure 0.82. Per denominatore il numero due,
ma che puo' essere anche quattro, cioe' un quarto d'onda.
Tutte le calze vanno saldate fra loro, sia quelle del balun sia quella della
discesa del cavo coassiale.
Il balun puo' essere fatto anche in un altro modo : cioe' con due tubi di
rame o ottone paralleli e vicini la cui impedenza e' uguale in ohm al ri-
sultato del numero 276 moltiplicato il logaritmo del risultato che si ha di-
videndo la distanza fra centro e centro dei due tubi in centimetri per il
raggio dei tubi pure in centimetri.(il logaritmo a base dieci)
(i due tubi sono di uguale diametro).
La lunghezza dei tubi e' uguale alla lunghezza d'onda diviso quattro, oppure
due. Di solito e' diviso quattro. Questo balun si usa pochissimo, era in uso
quando si usava come discesa la piattina da 300 ohm. Naturalmente era saldato
in alto sul dipolo o radiatore, mentre in basso vi era saldata la piattina
o il cavo coassiale.
Il bazooka invece e' un tubo dentro l'altro, oppure un tubo che circonda un
cavo coassiale, cioe' il cavo coassiale e' nel suo centro. Quando e' un tubo
dentro l'altro, il tubo interno e' collegato all'anima del cavo di discesa,
mentre quello esterno e' collegato a una certa distanza dal centro del radia-
tore o centro del dipolo. La calza del cavo di discesa va collegata al centro
del radiatore, che in questo caso e' tutto di un pezzo, voglio dire che non
e' tagliato nel suo centro, quindi l'antenna e' piu' robusta.
I due tubi possono essere di rame oppure di ottone
cosi' la saldatura a stagno e' facile a farsi. Quando invece e' un tubo che
circonda un cavo coassiale, l'orlo del tubo vicino al radiatore e' isolato,
mentre l'orlo del tubo opposto, cioe' verso terra, e' saldato alla calza del
cavo coassiale. La lunghezza in metri del bazooka in tutti e due i casi e'
uguale a 299.9232 diviso la frequenza in megahertz, quando fra cavo e tubo,
o fra tubo e tubo vi e' l'aria, cioe' fattore di velocita' prossima ad uno,
(mezza lunghezza d'onda).(Calza e anima del cavo di discesa sono collegati
al radiatore, mentre il tubo e' collegato alla calza nella sua parte infe-.
riore.(e non in quella parte superiore che e' isolata e tappata per la piog-
gia).
Per un quarto di lunghezza d'onda, la lunghezza in metri del bazooka e' uguale
a 74.9808 diviso la frequenza in Megahertz. L'impedenza del bazooka e' data
in ohm dal risultato del numero 138 moltiplicato il logaritmo a base dieci del
rapporto del diametro interno del tubo esterno diviso il diametro esterno del
tubo interno.Quando si tratta di un tubo che circonda il cavo coassiale, si
intende per diametro interno, il diametro esterno della calza del cavo stesso.
La capacita' in picofarad di un bazooka e' uguale alla sua lunghezza in centi-
metri moltiplicato 0.556061899, e il risultato lo si divide per il logaritmo
naturale o di Neper del rapporto del diametro interno del tubo esterno diviso
il diametro esterno del tubo interno.
L'induttanza di un bazooka in microhenry per ogni centimetro di lunghezza e'
data dal numero 0.0044623397 moltiplicato il logaritmo a base dieci del
rapporto fra il diametro interno del tubo esterno, diviso il diametro esterno
del tubo interno.
RESISTENZA DI RADIAZIONE DELLE ANTENNE (RADIATORE)
Il dipolo ha una resistenza di radiazione di circa 72 ohm
Un quadrato di rame ha la resistenza di radiazione di 125 ohm
Un quadrato col vertice inferiore verso terra ha pure 125 ohm, quando il ra-
diatore ha il perimetro in metri uguale a 306.324 diviso la frequenza in mhz.
Hanno pure 125 ohm di resistenza di radiazione sia il cerchio sia il triango-
lo.Un folded dipolo, cioe'un dipolo ripiegato a mezz'onda ha 288 ohm di re-
sistenza di radiazione, ma questa varia rispetto al diametro dei due bracci,
se sono di uguale diametro, allora l'impedenza del cavo di discesa diviso la
resistenza di radiazione deve essere uguale a quattro.Questo rapporto e'
sempre uguale al risultato che si ottiene del numero uno sommato al rapporto
di due logaritmi a base dieci, di cui il numeratore e'due volte la distanza
del centro dei due tubi diviso il diametro di quello inferiore, mentre il de-
nominatore e' due volte la distanza fra centro e centro diviso il diametro
del tubo superiore, il cui risultato va moltiplicato al quadrato. Voglio dire
che il numero uno piu' il risultato dei logaritmi, questo risultato va inal-
zato al quadrato.
Se si tratta di una antenna yagi la resistenza di radiazione varia a seconda
dei suoi parametri fisici secondo la seguente tabella :
Tipo di antenna = Tipo
Lunghezza degli elementi in metri e frequenza in megahertz = Lunghezza
Radiatore = Ra
Riflettore = Ri
1 direttore = 1
2 direttore = 2
3 direttore = 3
Distanza elementi moltiplicato la lunghezza d'onda = Dista
Guadagno approssimativo in dB = Guad
Resistenza approssimativa di radiazione in ohm = Rr
==============================================================================
Tipo L u n g h e z z a
Ra Ri 1 2 3 Dista Guad Rr
Ra+Ri 141:F 149:F - - - 0.15 5.0 30
Ra+1 147:F - 139:F - - 0.1 5.5 15
Ri+Ra+1 143:F 153:F 136:F - - 0.1xdir-0.2xRi 7.0 20
Ri+Ra+1 143:F 151:F 137:F - - 0.25xdir-0.25xRi 8.0 50
Ri+Ra+2 143:F 150:F 135:F 134:F - 0.2 9.0 13
Ri+Ra+3 143:F 150:F 135:F 134:F 132:F 0.2 10.0 10
Con 0.25 moltiplicato la lunghezza d'onda si ottiene la distanza fra primo
direttore e radiatore, e con 0.25 moltiplicato la lunghezza d'onda si ottiene
la distanza fra riflettore e radiatore, il risultato e' una resistenza di ra-
diazione di 50 ohm, qui come si vede basta saldare al centro del radiatore
il cavo da 50 ohm, senza alcun problema di impedenza, solo con la prova a
terra ponendo un filo di rame (con al centro una lampadinetta) davanti
all'ultimo direttore e trasmettendo con un watt spostando leggermente i di-
rettori finche' si accende la lampadinetta.
Se si vuole aumentare i direttori basta porre per il quarto 130:F , per il
quinto 128:F etcetera, tenendo inalterate le cinque colonna da Ra a 3
(ha importanza la prova finale come detto sopra).
Per una antenna ground plane la resistenza di radiazione e' di circa 36 ohm
quando ha i radiali a novanta gradi rispetto allo stilo centrale, se si por-
tano in basso fino ad avere un angolo di 125 gradi rispetto allo stilo cen-
trale allora la resistenza di radiazione si porta a 50 ohm.
Conosciuta la resistenza di radiazione dell'antenna e il cavo di alimentazio-
ne di essa, cioe' la linea di discesa che viene alimentata dal ricetrasmet-
titore, si puo' calcolare sia il balun , sia il bazooka. Il balun si usa
quando si ha un cavo coassiale reperibile sul mercato, mentre al bazooka si
ricorre quando non esiste il cavo adatto.
ECCO LA TABELLA PER BAZOOKA (IL GAMMA MATCH E' SUO FRATELLO)
Resistenza di radiazione = Rr
Cavo di alimentazione = Cavo
Impedenza di trasformazione in ohm = Trasf.
Diametro interno del conduttore esterno = b
Diametro esterno del conduttore interno = a
Rapporto dei due diametri = b : a
Rr Cavo Trasf. b : a
================================
50 75 61 2,778
50 150 87 4.241
50 200 100 5.304
50 300 122 7.717
75 150 106 5.869
75 200 122 7.717
75 300 150 12.216
10 50 22.36 1.4522
13 50 25.495 1.530
15 50 27.386 1.579
20 50 31.622 1.6949
25 50 35.355 1.8038
30 50 38.729 1.908
35 50 41.833 2.009
40 50 44.721 2.108
45 50 47.434 2.206
Quindi avendo il rapporto dei due tubi, si puo' subito stabilire i diametri
di essi.
La lunghezza del Balun per le varie frequenze e con cavo 0.66 come fattore di
velocita', e per un quarto d'onda : eccola :
mhz 28.500 metri 1.737
mhz 24.940 metri 1.985
mhz 21.225 metri 2.332
mhz 18.118 metri 2.732
mhz 14.175 metri 3.492
mhz 7.050 metri 7.021
mhz 3.650 metri 13.562
mhz 1.840 metri 26.902
mhz 50.100 metri 0.988
mhz 144.050 metri 0.343
mhz 435.500 metri 0.1136
mhz 1296.200 metri 0.03818
Avremo in dettaglio la seguente tabella in centimetri:
fattore di velocita'
mhz cm cm/4 0.66 0.79 0.81
balun balun balun
144.000 208.33 52.08 34.37 41.14 42.18
144.500 207.61 51.90 34.25 41.00 42.04
145.000 206.89 51.72 34.13 40.86 41.89
145.500 206.18 51.54 34.02 40.72 41.75
146.000 205.47 51.36 33.90 40.58 41.60
146.500 204.77 51.19 33.78 40.44 41.46
147.000 204.08 51.08 33.67 40.30 41.32
147.500 203.38 50.84 33.55 40.16 41.18
148.000 202.70 50.67 33.44 40.03 41.04
432.000 69.44 17.36 11.45 13.71 14.06
432.500 69.36 17.34 11.44 13.69 14.04
433.000 69.28 17.32 11.43 13.68 14.03
433.500 69.20 17.30 11.41 13.66 14.01
434.000 69.12 17.28 11.40 13.65 13.99
434.500 69.04 17.26 11.39 13.63 13.98
435.000 68.96 17.24 11.37 13.62 13.95
435.500 68.88 17.22 11.36 13.60 13.94
436.000 68.80 17.20 11.35 13.58 13.93
Ma si possono costruire balun a poco prezzo. Parlo di un balun rapporto uno
a uno, adatto per 500 watts di potenza di antenna e per le HF, da 40 a 10
metri e che puo' andar bene anche per gli 80 metri su antenne disaddattate,
discesa in cavo coassiale da 50 ohm. Necessita avere tre fili di rame rico-
perti di seta o gomma ,diametro totale un millimetro e mezzo, uno rosso, uno
verde, uno nero. Il rosso e il verde lunghi metri 1.600, mentre il nero
lungo metri 1.624.
Necessita un tubo di plasti-
ca dura del diametro di due virgola cinque centimetri e lungo dodici centi-
metri. Siccome devono essere avvolti tutti e tre sopra detto tubo con circa
20 spire, mettendo il filo nero al centro degli altri due, come fosse un
galeotto, e partendo dal basso del tubo, e sopra il tubo stesso, da sinistra
verso destra, avvolgendoli come fossero insieme un solo filo, cioe' avendo
dal basso a sinistra prima il rosso, poi il nero, poi il verde a destra, e'
logico che cosi' non stanno uniti, ma devono essere fissati bene. Per fis-
sarli bene, necessita fare in basso del tubo sei fori e altri sei in alto, del
tubo stesso.I primi tre in basso del tubo a cinque millimetri dall'orlo del
tubo, e distanti cinque millimetri fra loro, e gli altri tre fori distanti
dai primi di altri cinque millimetri, e sopra i primi tre. E' logico che
infilando da fuori tubo stesso dal primo foro il filo rosso e facendolo
uscire dal secondo foro corrispondente piu' sopra, e cosi per gli altri due,
cioe' nero e verde, restano fissi, e non si spostano piu'. Ma volendo la-
vorare ancora di meno si infila prima il rosso dal foro (due)dall'esterno del
tubo facendolo passare dal di dentro e quindi uscire dall'esterno del tubo,
lasciando il filo rosso fuori di circa un centimetro o poco meno. Cosi si
fa per il nero e cosi per il verde. Il nero pero' deve essere piu' lungo
degli altri due, cioe' del rosso e verde di circa 24 centimetri.
Finito di avvolgerli tutti e tre, ci troviamo il filo nero molto piu' lungo
del rosso e del verde. Quindi in basso avremo da sinistra a destra :
rosso che sporge di un centimetro in basso e anche in alto sul tubo, indi
il nero che sporge di 12 centimetri in basso e anche in alto, indi il verde
che sporge un centimetro in basso e un centimetro in alto del tubo.
Fatto questo saldiamo il filo nero in basso del tubo sul filo rosso in alto,
passandolo dentro il tubo. Il filo nero in alto del tubo va saldato al filo
verde in basso del tubo, passandolo dentro il tubo stesso. Cosi facendo ab-
biamo due fili sopra il tubo, cioe' in alto e due fili in basso. Il cavo
coassiale va saldato, la calza sulla saldatura in basso fra filo nero e verde,
mentre l'anima va saldata sul filo rosso. Il dipolo va saldato sul tubo in
alto un braccio su un filo e l'altro sull'altro. Fatto tutto questo e' logico
che bisognera' proteggerlo dalla pioggia mediante un altro tubo che lo pro-
tegga e che lo contenga, cioe' un tubo piu' grande di quanto basti.
Se poi si vorra' sul tubo piu' grande protettivo fissare le boccole del
cavo, ognuno puo' fare come meglio crede. Per gli 80 metri un balun cosi, non
va poi tanto bene, ma si puo' rimediare con un nucleo di ferrite da avvitarsi
e che va su e giu'dentro il tubo stesso, cioe' dentro le spire stesse.Per
coloro che non trovano la ferrite, va molto bene una ventina di fili di ferro
lunghi 12 centimetri, e che devono essere messi a fuoco, cioe' devono essere
fili di ferro dolce, arrotolati assieme, ma non messi a contatto fra loro,
voglio dire ossidati dal fuoco. Cosi il balun si presta per gli 80 metri.
Quando si ha un'antenna yagi a tre elementi e con scalatatura diametri infe-
riore a 1.5 si ha la seguente tabella :(in metri)
banda direttore radiatore riflettore spaziatura
20 9.478 m. 10.113 m 10.875 m. 2.617 m.
15 6.530 6.759 7.267 1.753 m.
10 bassa 4.827 5.005 5.361 1.296
10 alta 4.700 4.878 5.259 1.245
allora il gamma match o il tubo dentro l'altro ha per 50 ohm d'impedenza
le seguenti dimensioni in millimetri :
banda picofarad lunghezza tubo distanza fra diametro esterno
radiatore e gamma match
gamma match
20 130 1000->1200 155 10->12
15 70 750->900 125 8->10
10 45 500->600 100 5->6
Quando il diametro del tubo esterno del gamma match o bazooka dell'antenna e'
piu' piccolo del radiatore da un terzo ad una meta', allora la lunghezza di
esso va da 0.04 a 0.05 moltiplicato la lunghezza d'onda, mentre lo spazio
fra centro gamma match e centro tubo radiatore, e' di circa 0.007 per la
lunghezza d'onda. Queste misure sono orientative per il calcolo del gamma
match.
LO STUB
Lo stub si usa di solito sulle antenne QUAD
Si tratta di variare leggermente l'antenna della sua impedenza. Per ottenere
questo risultato, di solito sul lato verso terra del riflettore si inserisce
un isolatore che distanzia di sette centimetri a meta' del lato stesso, e
da questo i due fili di rame si prolungano di circa 15 centimetri penzoloni,
cioe' verso terra, e distanti fra loro come detto di sette centimetri.
Su detta distanza va su e giu' un pezzo di rame per il corto. Ottenuta l'impe
denza esatta lo si salda. Si evita di far cio' spostando di pochi millimetri
sia il riflettore, sia il primo direttore.
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