Newsgroup: it.hobby.radioamatori
Titolo: domanda per il Prof. Held

Gradirei conoscere il tuo "illuminato" :-) parere sul discorso che fanno
quelli della Isotron, nel loro sito, riguardo all'area di cattura
(
http://www.rayfield.net/isotron
).
Ovviamente e' una scusa per parlare di "antenne estreme" (o qualcosa del
genere)
grazie in anticipo
73
Andrea I0ADY
i0...@arrl.net
1 KW = S9 ... 15.6 W = S6: Power is No substitute for Skill

genere)
davvero un bel rompicapo, HI.
Che abbiano materializzato il radiatore isotropico ? :-))
Ma mi pare di averle già viste su qualche libro queste antenne.
La parola al Prof.
Ciao
Arturo IK7JWY
www.qsl.net/ik7jwy
 (with webcam)
members.xoom.it/arilecce/

 genere)
Il prof. Held è in qrt definitivo, mi ha pregato di rispondere al posto suo
<<;o)
Ho dato un'occhiata al sito, non è che si scannino a spiegare come
funziona... mi sono fatto un'idea, ma potrebbe anche essere completamente
sbagliata. Premesso questo, e anche che credo i peperoni la sera sia meglio
non mangiarli, o almeno non esagerare :-))), l'antenna è abbastanza
'strana', e credo che funzioni circa così:
Per chi non l'avesse vista, l'antenna è circa un ottagono, in cui i fianchi
sembrano isolanti, mentre i lati inferiori e superiori, sia orizzontali che
obliqui, sembrano conduttori; tra sopra e sotto è collegato un induttore di
accordo (?). Io *credo* che i tre lati inferiori siano l'armatura di un
condensatore, del quale i tre lati superiori costituiscono l'altra armatura.
Tra le due armature si stabilisce un campo elettrico, le cui linee di forza,
a causa della forma dell'antenna, sono approssimativamente verticali. A
causa dell'induttore di accordo, che forma con la capacità un circuito
risonante, la tensione RF tra le armature dovrebbe essere molto elevata, per
cui l'intensità di questo campo sarà conseguentemente elevata. Il campo
elettrico, che per le leggi dell'elettromagnetismo è indissolubilmente
associato ad un campo magnetico, si propaga lungo l'asse dell'antenna (mica
può stare fermo!), che quindi dovrebbe essere piuttosto direttiva lungo
l'asse e con polarizzazione verticale. Il circuito risonante è caricato
sulla resistenza caratteristica del vuoto, che vale 377 ohm, e quindi è
abbastanza smorzato da avere una certa larghezza di banda, tale da renderlo
utilizzabile almeno sulle bande medio alte (ma su quelle basse non ci
giurerei). Infine, per quanto riguarda l'area efficace (o di cattura)
dell'antenna, l'affermazione che fanno che essa sia maggiore di quella di un
dipolo non ha molto senso, in quanto un dipolo ha sì una lunghezza efficace,
ma non ha area di cattura (quando mai un segmento ha avuto una superficie
???). Probabilmente intendono dire semplicemente che va bene almeno quanto
un dipolo... In ogni caso, in un condensatore, il campo elettrico tra le
armature è circa, più o meno, suppergiù costante, quindi è plausibile che
l'area efficace sia pari alla superficie dell'antenna stessa (boh?
bisognerebbe studiare a fondo la faccenda!).
In effetti, l'occasione è buona per parlare di antenne 'strane'; la teoria
delle antenne è così complessa che molto spesso lascia ampio margine alla
fantasia, cosicché vengono inventate antenne la cui natura teorica può
essere molto difficile da spiegare (questo mi pare appunto il caso). Allora,
la sperimentazione prende il sopravvento, e ciascuno è libero di
sbizzarrirsi ad inventare le forme più strane; quand'ero ragazzino,
avvolgevo delle reti di filo di rame su dei telai di polistirolo, e le usavo
come antenne per ascoltare le onde corte con una vecchia radio di famiglia:
ma non ho ancora capito perché funzionassero ;-)
Ciao.
--
73 es 51 de i3hev, op. mario
http://digilander.iol.it/hamweb
http://digilander.iol.it/esperantovenezia

essere molto difficile da spiegare (questo mi pare appunto il caso). 
che ne pensate delle antenne a frattali ?
Ho visto in giro una quad i cui due elementi sembravano dei ricami hi
hi. Ma pare che per queste ci sia già una teoria (che ovviamente io
non conosco...)


 Ciao.
-- ciao e grazie... signor supplente


genere)
Colgo al balzo l'occasione, allora: sono andato al sito indicato, in
effetti quelli della rayfield accennano al parametro "area di
cattura", senza peraltro specificare cosa esso sia in realta'...il
parametro che piu' gli si avvicina e' quello di "area equivalente",
valido pero' per le antenne ad apertura, e quindi per distribuzioni
bidimensionali del campo EM.
Piu' specificamente, detta Pd la potenza che effettivamente viene
ricevuta dall'antenna ad apertura, detta S la superficie di apertura
dell'antenna stessa, e detta Pi la potenza dell'onda incidente, vale:
Aeq(r) = Pd/(dPi/dS)
e si noti che "r" e' un versore (si lavora in coordinate cilindriche).
Aeq e' un parametro di ricezione dell'antenna ad apertura, perche' se
e' vero che in trasmissione e' possibile in ogni caso (almeno in
teoria, con strutture senza perdite!) irradiare tutta la potenza
fornita dal TX all'antenna, a patto di eseguire correttamente
l'adattamento, e' tuttavia anche vero che in ricezione la Pd
dipendera' da Aeq(r), che e' a sua volta dipendente dalla geometria
dell'antenna.
Aeq non e' definibile, ovviamente, per le antenne lineiche (filari):
per esse, si usa il suo parente stretto monodimensionale "altezza
equivalente", che dipende direttamente dalla lunghezza dell'antenna:
piu' corta e' tale antenna, piu' piccola risultera' l'altezza
equivalente.
Morale: le antenne corte hanno sempre pessime caratteristiche di
ricezione, e vanno opportunamente preamplificate.
Discorso simile vale per le antenne ad apertura (ad esempio il
classico trombino TE10): piu' piccola e' l'apertura di bocca (a
parita' di altre condizioni), peggiori saranno le caratteristiche di
ricezione dell'antenna.
In fondo, questo spiega il perche' dei preamplificatori d'antenna in
commercio: se hai una "buona" antenna di ricezione, la sensibilita'
dei moderni ricevitori e' addirittura sovrabbondante nella maggior
parte dei casi, e preamplificando otterrai solo maggior rumore e
saturazione degli stadi di ingresso; se sei costretto ad usare
un'antenna corta per problemi di spazio, pur riuscendo ad irradiare
(quasi) tutta la potenza del tuo TX con un buon transmatch, dovrai
preamplificare alquanto il debole segnale che ricevi dal tuo
corrispondente per ottenere un buon rapporto trasmissione/ascolto.
Suppongo che neanche le antenne della rayfield possano sfuggire a
questa regola, a meno che non siano riusciti ad aggirare le Equazioni
di Maxwell :)
Ti consiglio un buon testo per autodidatti: "Antenne", vol.1 e 2, di
Nerio Neri I4NE; per i palati piu' raffinati, un buon inizio puo'
essere "Appunti sull'irradiazione" di Edoardo Verduci (ed. CELID), ma
e' un testo universitario ed e' inevitabile un po' di matematica per
trattare obiettivamente l'argomento.

bjack ha scritto:

Il termine 'capture area', talvolta reso con 'area di cattura', è tradotto
propriamente in italiano con 'area efficace'. la definizione di questa
grandezza viene introdotta per comodità formale nel corso della dimostrazione
del Teorema di Lorentz, come il rapporto tra la potenza resa dall'antenna
sottoposta ad un certo campo em e la densità media di potenza normale
incidente (più propriamente: il valore medio della componente normale del
vettore di Poynting del campo incidente). Si tratta di una definizione del
tutto generale, che si applica ad ogni tipo e geometria di antenna, comprese
quelle lineari (per inciso, 'lineico' significa: per unità di lunghezza, e
non: a forma di linea; ad esempio, la misura del campo elettrico è una
tensione lineica, infatti si dà in V/m; però è un termine decisamente poco
usato).
Si tratta di una grandezza integrale, indipendente sia dalla distanza alla
quale la misuri (non è funzione di r), sia dal punto della superficie (non è
una derivata): è una pura e semplice costante.
E' relativamente facile dimostrare che l'area efficace di un'antenna
qualsiasi è direttamente proporzionale al guadagno, in particolare che si ha,
per tutte le antenne:
Ae = G * lambda^2 / (4 pigreco)
Nel caso delle grandi antenne ad apertura, l'area efficace corrisponde con
buona approssimazione all'area dell'apertura dell'antenna, mentre se le
antenne sono più piccole i valori si discostano, a causa della diffrazione ai
bordi.
La lunghezza equivalente, viceversa, viene definita specificamente per le
antenne a filo, come il rapporto tra il valore massimo restituito
dall'antenna a filo al variare della sua orientazione nello spazio e
l'intensità del campo elettrico incidente; anche questa grandezza è comunque
proporzionale all'area efficace, e quindi al guadagno.
Da tutto questo discende il fatto che il rapporto trasmissione/ricezione è
una costante che, per qualsiasi antenna, vale sempre e comunque la stessa
costante:
Ae/G = lambda^2 / (4 pigreco)
il che è, tutto sommato, il succo del Teorema di Lorentz; altra conseguenza
importante è il fatto che l'impedenza di trasmissione è identica a quella di
ricezione, e l'adattamento si può fare in entrambi i versi!
Ma specialmente, quello che non traspare dal tuo discorso è il fatto che, pur
adattando l'impedenza in modo da trasmettere tutta la potenza, se l'antenna
riceve poco, perché ha scarsa area efficace, allora trasmette anche poco,
perché ha scarso guadagno! Le caratteristiche di ricezione e di trasmissione
vanno sempre a braccetto.
Per una trattazione semplificata (ma a livello universitario) dell'argomento,
consiglio Ramo-Whinnery-van Douzer: "Campi e onde nell'elettronica per le
comunicazioni", collana Ingegneria Elettrica Franco Angeli, Cap. 12.30 e
successivi, mentre una trattazione più completa e formale (molto matematica,
ma con un certo occhio di riguardo alla pratica) si può trovare su G.
Impellizzeri: "Lezioni di radiotecnica - antenne e propagazione", Ed CLEUP.


73 es 51 de i3hev, op. mario
Ciao.

73 es 51 de i3hev, op. mario
Ciao.

 >perchй ha scarso guadagno! Le caratteristiche di ricezione e di trasmissione

Il tuo discorso va benissimo per un forno a microonde, in cui tutta la
potenza resta entro il forno (si spera!); ma noi stiamo parlando di un
collegamento bidirezionale, in cui la potenza ricevuta и solo quella
irradiata nella direzione dell'antenna ricevente, mentre tutto il resto
va sprecato; se l'area efficace diminuisce, diminuisce di pari passo
anche il guadagno, e conseguentemente la potenza ricevuta all'antenna
ricevente; e questo и esattamente il motivo per cui un'antenna corta fa
lo stesso schifo in ricezione che in trasmissione, salvo rompere i
timpani in altre direzioni, che non interessano affatto (ad esempio,
verso il cielo...).
Ciao.
--
73 es 51 de i3hev, op. mario
http://digilander.iol.it/hamweb

 (omissis)
ho omesso tutto, perche' il rispondere punto per punto alle
argomentazioni di i3hev genererebbe un flame, e questo io non lo
voglio.
Rileggendo quanto scritto da me e da i3hev, si notano alcune "cazzate"
(mi si passi il termine un po' ose') da parte mia (e forse anche da
parte di i3hev, ma non ne sono sicuro, ed ognuno di voi puo' fare i
debiti controlli se lo ritiene necessario o istruttivo), per cui
faccio pubblicamente ammenda se in qualche punto dei miei post ho
esplicitamente detto (o anche solo lasciato intuire) che una qualsiasi
struttura irradiante di tipo reciproco non soddisfacesse alle ben note
condizioni di reciprocita': in questo, i3hev ha ragione da vendere.
Cosparsomi il capo di cenere, ho fatto quello che E' RICHIESTO fare a
chiunque intenda "pontificare" nel campo dell'irradiazione, le cui ben
note leggi (Equazioni di Maxwell) sono state stabilite molti decenni
fa, e poi ribadite nell'ambito della Teoria della Relativita' dal
Grande Unificatore (A. Einstein).
Cosa ho fatto? Semplice: prese carta e penna, ho trascritto,
eviscerato e riconosciuto quelle formule che attengono le strutture
irradianti, filari (il termine "lineiche" non va giu' ad i3hev, e
forse e' aulico, ma io proprio non me la sento di contraddire il mio
Professore, un clarissimo docente universitario che e' tra l'altro a
tutt'oggi Rettore del P.d.T.) o ad apertura che siano, recitando
davanti ad esse un "mea culpa" da far impallidire la Monaca di Monza.
Le antenne normalmente usate da Voi Radioamatori sono tutte
reciproche, e se fanno schifo in trasmissione saranno ciofeche anche
in ricezione: l'attenzione, nei prossimi giorni, sara' puntata proprio
su come fare in modo che un'antenna corta abbia una discreta
efficienza (sia in trasmissione che in ricezione, ovviamente!),
perche' e' proprio su questo punto che mi si arrovella il cervello.
Se io vivo (come vivo) in un palazzo di cemento armato di 4 piani, e
per vari motivi non posso (o semplicemente non voglio) piazzare
un'antenna sul tetto, la dovro' piazzare sul balcone (o sulla
finestra): come faro' allora, essendomi precluso il semispazio che il
palazzo nel quale abito nega alla mia antenna, ad ottenere una
soddisfacente irradiazione/ricezione nell'altro semispazio?
Esso mi apre un mondo intero, ovviamente, ma va sfruttato al meglio (e
per ora solo in ricezione: sto studiando il Morse e non appena
possibile prendero' patente e concessione).
Chi avesse seguito la discussione tra me ed i3hev potra' avere qualche
dubbio (chi dei due ha ragione? i3hev sta esponendo un'ottima
"botanica di antenne" in questa stessa area, quindi che diavolo vuole
'sto bjack?) riguardo agli argomenti trattati, ed allora come fugare
tali dubbi?
In quest'area non sono permessi post binari, quindi ho "sudato" delle
formule su fogli formato A4, le sto scansionando e le mettero' al piu'
presto online su una pagina html sotto la mia responsabilita'.
Daro' tempestivamente comunicazione dell'indirizzo in questione su
questo stesso thread, in questo NG, e chiunque avra' diritto di
replica al materiale pubblicato (specialmente i3hev, che saluto con
simpatia); non solo, ma spero che questo thread polarizzi l'attenzione
dei Radioamatori che frequentano il NG su cio' che dovrebbe piu'
interessarli: le antenne, gli RTX, l'autocostruzione, ed in generale
tutto cio' che li distingue dai piu' semplici "utenti della
radio"...perche' RADIOAMATORE e' colui che fa ricerche sulla
propagazione e sulle infinite possibilita' di connettere due punti
remoti del pianeta, a dispetto delle piu' avverse condimeteo ed
impegnando la minima potenza possibile in trasmissione (lontano anni
luce, quindi, da coloro che impiegano Kw per fare quello che si puo'
fare con poche decine di watt, ma con molto "manico").
E mio padre, radiotelegrafista dell'Esercito (artiglieria) in
pensione, pur non avendo nessuna laurea in tasca ne sa moltissimo
sull'argomento, vi assicuro...e' lui che mi ha mischiato la "passione"
per la radio :)
Alle prossime,
bjack.

 efficienza (sia in trasmissione che in ricezione, ovviamente!),
Aspettiamo con impazienza! L'argomento è di *estremo* interesse :-)))
Caro Bjack,
le tue idee sui radioamatori sono decisamente corrette e positive, a mio
parere, e le condivido pienamente; però, vorrei suggerirti di cercare di
tradurre i tuoi argomenti tecnici in parole semplici: non tutti i
radioamatori hanno una preparazione di base del tuo livello ;o)
I tuoi contributi porteranno certamente nuovo vigore a questo gruppo, e
attraverso il confronto si cresce!
Ciao e a presto.
--
73 es 51 de i3hev, op. mario
http://digilander.iol.it/hamweb
http://digilander.iol.it/esperantovenezia

 radioamatori hanno una preparazione di base del tuo livello ;o)
Approvo e sottoscrivo: un po' di pieta' per un povero ragioniere, pse!
:-)
O, almeno, fate due versioni, "full" e "light"...
--
73 de Roby IZ3CYN
Visita 
http://digilander.iol.it/hamweb/
, il sito che ti aiuta a
diventare radioamatore!

73 es 51 de i3hev, op. mario
73 da bjack :)
---
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