Faccio seguito, come al solito, all'email di un amico che mi chiede il mio parere su quanto scritto qui.

Nell'articolo citato si descrive uno switch che permette di alimentare singolarmente le antenne di uno stack, due o anche tre, oppure l'intero complesso. Viene inoltre prospettata anche la possibilità di ruotare solo l'antenna più alta, lasciando le basse in direzione fissa.

Di seguito troverete la tabulazione delle simulazioni condotte con Eznec tenendo fissa l'antenna inferiore e facendo ruotare la superiore a step di 30 gradi. Per non appesantire troppo la simulazione ho introdotto alcune semplificazioni. Lo stack comprende solo due antenne, le antenne sono untapered e presentano una impedenza naturale di 50 ohms; questo consente di non simulare anche eventuali reti di adattamento del genere gamma match o hairpin. Invece dello unun descritto nell'articolo, che non sapevo come simulare con il NEC, ho introdotto una linea di adattamento in coassiale, sempre con rapporto di trasformazione 2.25/1. Questo d'altronde non dovrebbe invalidare l'esperimento perchè la frequenza è fissa su 28.4 mhz. Le antenne sono, rispettivamente, a 5 e 10 metri dal suolo. Fare click sui link attivi per vedere i diagrammi di irradiazione :)

	Yagi bassa	Yagi alta	Stack
0/0	impedenza: 50,36 + J 1,051 elevation, azimut	impedenza:48,1 + J 1,408 elevation, azimut	impedenza: 55,76 + J 0,4308 elevation, azimut
0/30	impedenza: 50,6 + J 0,3117 elevation, azimut	impedenza: 48,34 + J 0,7167 elevation, azimut	impedenza: 57,27 - J 0,7143 elevation, azimut
0/60	impedenza: 51,4 - J 0,4253 elevation, azimut	impedenza: 49,13 + J 0,03218 elevation, azimut	impedenza: 60,71 - J 2,975 elevation, azimut
0/90	impedenza: 51,82 - J 0,3586 elevation, azimut	impedenza: 49,52 + J 0,08805 elevation, azimut	impedenza: 62,83 - J 3,869 elevation, azimut
0/120	impedenza: 51,58 + J 0,1151 elevation, azimut	impedenza: 49,26 + J 0,5716 elevation, azimut	impedenza: 61,34 - J 4,486 elevation, azimut
0/150	impedenza: 51,87 + J 1,123 elevation, azimut	impedenza: 49,52 + J 1,623 elevation, azimut	impedenza: 57,57 - J 7,238 elevation, azimut
0/180	impedenza: 52,29 + J 1,682 elevation, azimut	impedenza: 49,93 + J 2,219 elevation, azimut	impedenza: 55,42 - J 9,125 elevation, azimut
0/210	impedenza: 51,87 + J 1,122 elevation, azimut	impedenza: 49,52 + J 1,625 elevation, azimut	impedenza: 57,57 - J 7,239 elevation, azimut
0/240	impedenza: 51,58 + J 0,115 elevation, azimut	impedenza: 49,26 + J 0,57 elevation, azimut	impedenza: 61,34 - J 4,485 elevation, azimut
0/270	impedenza: 51,82 - J 0,3615 elevation, azimut	impedenza: 49,52 + J 0,08753 elevation, azimut	impedenza: 62,83 - J 3,868 elevation, azimut
0/300	impedenza: 51,4 - J 0,4255 elevation, azimut	impedenza: 49,13 + J 0,03181 elevation, azimut	impedenza: 60,71 - J 2,975 elevation, azimut
0/330	impedenza: 50,6 + J 0,3116 elevation, azimut	impedenza: 48,34 + J 0,7177 elevation, azimut	impedenza: 57,27 - J 0,7147 elevation, azimut

Una prima annotazione positiva riguarda il ROS che non costituisce assolutamente un problema. Infatti l'impedenza di alimentazione delle singole antenne rimane costante malgrado solo la superiore sia ruotata; anche lo stack, pilotato dall'adattatore, presenta variazioni minime. Va ricordato che l'unun descritto puo' essere usato per alimentare tre antenne ma che in questa simulazione ne vengono usate solo due. Un rapporto di trasformazione 2/1 avrebbe reso ancora migliore l'adattamento di impedenza.

Il diagramma di irradiazione della yagi bassa, quella non ruotabile, resta sostanzialmente invariato. Per la precisione c'è una oscillazione nel guadagno di 0.64 dB.
Nel diagramma di irradiazione della yagi alta  c'è una oscillazione di 0.76 dB. Anche in questo caso potremmo considerarla irrilevante. A titolo di curiosità si può aggiungere che l'antenna bassa lavora meglio quando quella alta punta 90/270 gradi  mentre l'antenna alta lavora meglio a 180 gradi. Il lobo frontale della antenna alta rispecchia fedelmente il puntamento del rotore. Si può anche notare una certa, ancorchè minima e presente solo per alcune direzioni, riduzione del lobo secondario con riempimento del null caratteristico delle antenne montate a un lambda da terra.

Il diagramma di irradiazione dello stack è molto meno intuitivo di quello che ci si augurerebbe.
Cominciamo col dire che lo stack si comporta come tale solo se il puntamento delle due antenne coincide almeno approssimativamente. Lo stack guadagna ancora sull'antenna alta  con un disassamento di 30 gradi. Con un disassamento di 60 gradi lo stack perde già più di 1 dB, ma ancora si osserva la riduzione dell'indesiderato lobo superiore ed il conseguente riempimento del null. Occorre fare attenzione, inoltre, al fatto che il bearing dello stack non corrisponde a quello dell'antenna alta, e dunque alla lettura che avremo sul rotore.

Con le antenne disassate di 90 gradi otterremmo questo diagramma di irradiazione, che si commenta da solo. A questo punto lo stack perde già 3 dB nei confronti dell'antenna alta alimentata singolarmente.




Oltre i 90 gradi le antenne tornano a sovrapporsi ma con bearing opposto, visto che sotto i direttori viene  ora a trovarsi il riflettore della yagi bassa. Il F/B degrada vistosamente e il riempimento del null, assente nel lobo principale, inizia a comparire nel lobo posteriore. Se vogliamo vedere il lato positivo di questo fenomeno, si potrebbe dire che per gli angoli di elevazione verticale vicini a 30 gradi, dove l'antenna singola alzata ad 1 lambda presenta il null, conviene nettamente ascoltare con il retro dello stack.

Concludendo, si tratta di diagrammi di irradiazione piuttosto complessi e spesso poco intuitivi, non facili da sfruttare a meno che non si lavori continuamente di rotore e non si disponga, in bella evidenza, di una tabella di riferimento.

2007/01/03 73' de Paolo