Dopo aver sviluppato antenne basate sul concetto che ho chiamato "yocto" (si veda il primo articolo su YOCTENNA e YEFA), ho pensato che anche il dipolo, e non solo il loop rettangolare. si potesse prestare ad un'allargamento della banda mantenendo le prestazioni. Ne è nato lo yodip o yocted dipole. Le prime prove hanno dato buoni risultati ma siccome un dipolo a se spesso serve a poco mi sono cimentato in un'antenna più complessa che rispondesse anche a delle esigenze operative: quelle di una stazione SatNOGS.
Lo yodip da yocted dipole è semplicemente un dipolo al quale sono stati affiancati altri due dipoli di dimensioni leggermente differenti. Nel caso della yoctenna si può mettere un secondo loop concentrico ed ottenere gli effetti descritti in YOCTENNA e YEFA, per il dipolo occorre metterne due in modo da non perturbare la omnidirezionalità sul piano perpendicolare al dipolo stesso.
Un'analisi completa ed un metodo di progettazione per questa struttura non è stata ancora completata, riporto di seguito i risultati di alcune simulazioni che rendono conto delle potenzialità di questa configurazione.
La struttura è illustrata nella figura sotto e l'andamento dei parametri si può vedere sia dai grafici ma meglio dalla tabella che segue: un dipolo realizzato con reggetta da 10x2mm risulta adattato sulla banda da 400Mhz a 470MHz! Il guadagno non varia su tutta la banda, né il diagramma di radiazione risulta alterato al variare della frequenza.
# freq Zre Zim SWR RL Gtmax Q MQM
400000000 93.03 1.62 1.22 -20.24 2.05 ## ##
405000000 97.87 4.01 1.16 -22.59 2.05 0.8 1.1
410000000 102.37 5.53 1.12 -25.10 2.06 0.5 0.6
415000000 106.33 6.20 1.09 -27.64 2.06 0.1 0.2
420000000 109.55 6.08 1.06 -30.06 2.07 0.1 0.2
425000000 111.84 5.29 1.05 -32.36 2.07 0.4 0.4
430000000 113.03 4.02 1.04 -35.00 2.08 0.5 0.6
435000000 112.99 2.49 1.02 -39.16 2.08 0.6 0.6
440000000 111.66 0.97 1.01 -42.65 2.09 0.5 0.6
445000000 109.05 -0.24 1.04 -34.98 2.09 0.4 0.4
450000000 105.27 -0.89 1.07 -28.96 2.09 0.1 0.1
455000000 100.48 -0.74 1.12 -24.62 2.09 0.3 0.4
460000000 94.88 0.37 1.19 -21.19 2.09 0.8 1.2
465000000 88.70 2.54 1.28 -18.33 2.09 ## ##
La lindenblad è un'antenna ben nota e non merita ritornarvi
qui. La novità è stata quella di utilizzare i dipoli sopra
descritti.
La descrizione della struttura si basa sui
file .n2s già introdotti per le altre antenne
citate sopra.
In pratica sono quattro dipoli disposti su un cerchio di
diametro di circa 0.3λ e inclinati di 30°.
[comments]
yocted lindenblad antenna (yolinda)
[tags]
v1.0
[etc]
ek 0
z0 113
f0 435e6
view_tetha 30.
view_phi 45.
view_zoom 2.
[structure]
dipole 0.110 0.000 0.000 ay rx 30.0 6.23e-3 0.330 1 50 15
dipole 0.110 0.000 +0.030 ay rx 30.0 6.23e-3 0.230 0 0 15
dipole 0.110 0.000 -0.030 ay rx 30.0 6.23e-3 0.230 0 0 15
dipole -0.110 0.000 0.000 ay rx -30.0 6.23e-3 0.330 2 50 15
dipole -0.110 0.000 +0.030 ay rx -30.0 6.23e-3 0.230 0 0 15
dipole -0.110 0.000 -0.030 ay rx -30.0 6.23e-3 0.230 0 0 15
dipole 0.000 0.110 0.000 ax ry 30.0 6.23e-3 0.330 3 50 15
dipole 0.000 0.110 +0.030 ax ry 30.0 6.23e-3 0.230 0 0 15
dipole 0.000 0.110 -0.030 ax ry 30.0 6.23e-3 0.230 0 0 15
dipole 0.000 -0.110 0.000 ax ry -30.0 6.23e-3 0.330 4 50 15
dipole 0.000 -0.110 +0.030 ax ry -30.0 6.23e-3 0.230 0 0 15
dipole 0.000 -0.110 -0.030 ax ry -30.0 6.23e-3 0.230 0 0 15
dipole 0.000 0.000 0.000 ax 6.23e-3 0.210 0 0 15
dipole 0.000 0.000 0.000 ay 6.23e-3 0.210 0 0 15
dipole 0.12374 0.12374 0.000 ay rz 45.0 6.23e-3 0.350 0 0 15
dipole 0.24749 0.24749 -0.400 az 6.23e-3 0.800 0 0 15
[excitation]
src 1 +1. 0.
src 2 -1. 0.
src 3 -1. 0.
src 4 +1. 0.
freq 395e6 470e6 15
[pattern]
standard
L'alimentazione dei dipoli deve essere in fase e di pari ampiezza. Ciascun dipolo, come si vede dai risultati delle simulazioni presentati nel paragrafo successivo, presenta un'impedenza con una parte reattiva consistente. Facendo alcune simulazioni circuitali è stato possibile ottenere un ottimo adattamento su tutta la banda d'interesse (da circa 400MHz a circa 460MHz) semplicemente connettendo ciascun semidipolo tramite un tratto di cavo coassiale a 75Ω lungo circa λ/4, come si può vedere dallo schema elettrico riportato sotto. In esso vengono tenuti in considerazione anche dei parassiti che sono inevitabili nelle connessioni fra gli otto cavetti coassiali che vanno verso i dipoli con quello che esce dall'antenna. Ovviamente c'è poi il problema della simmetrizzazione e per questo è stato realizzato un simil-bazooka che ha dato ottimi risultati.
Come anticipato nel paragrafo precedente la yolinda presenta un'impedenza, ai capi di ciascun dipolo, non adattata a 50Ω e con una notevole parte reattiva. Dalla tabella seguente si vede, però, che tutti gli altri parametri sono costanti su una banda di circa 70MHz intorno alle frequenze dei 70cm che interessano maggiormente.
# freq Zre Zim SWR RL Gtmax (tetha, phi) AGT (%%) Q MQM AXIAL Tant GT ( 30^)
395000000 91.84 -36.75 1.51 -13.82 1.94 100 330 0.999 -0.1 ## ## -1.78 196.0 -20.98
400000000 100.78 -33.83 1.40 -15.59 1.99 100 320 0.999 -0.1 0.8 1.7 -2.07 194.9 -20.91
405000000 111.82 -33.53 1.35 -16.62 2.05 100 320 0.999 -0.1 0.7 1.4 -2.19 193.6 -20.82
410000000 123.56 -38.77 1.40 -15.51 2.07 100 320 0.999 -0.1 2.7 5.6 -2.24 192.1 -20.77
415000000 130.53 -50.33 1.55 -13.38 2.04 110 310 0.999 -0.1 3.6 9.5 -2.77 190.4 -20.76
420000000 128.96 -62.00 1.69 -11.82 2.00 110 310 0.999 -0.1 2.8 9.1 -2.50 188.7 -20.76
425000000 123.12 -68.55 1.78 -11.00 1.93 110 310 0.999 -0.1 1.3 4.8 -2.21 187.1 -20.79
430000000 117.38 -71.03 1.84 -10.60 1.88 100 120 0.999 -0.1 0.2 1.0 -0.61 185.7 -20.81
435000000 112.75 -71.57 1.87 -10.39 1.85 100 120 0.999 -0.1 0.3 1.1 -0.60 184.6 -20.81
440000000 109.14 -71.31 1.88 -10.28 1.83 100 120 0.999 -0.1 0.4 1.9 -0.60 183.7 -20.81
445000000 106.23 -71.05 1.90 -10.18 1.82 100 120 0.998 -0.2 0.4 1.6 -0.53 182.9 -20.80
450000000 103.34 -71.13 1.92 -10.03 1.82 110 130 0.998 -0.2 0.3 1.3 -1.07 182.0 -20.78
455000000 99.97 -71.29 1.95 -9.82 1.81 110 130 0.998 -0.2 0.3 1.6 -0.89 181.0 -20.77
460000000 96.03 -71.19 1.99 -9.59 1.78 110 130 0.998 -0.2 0.5 2.7 -0.69 180.0 -20.77
465000000 91.64 -70.63 2.03 -9.35 1.75 110 130 0.999 -0.1 ## ## -0.50 179.0 -20.78
Nella seguente simulazione si vede come sia possibile ottenere un
adattamento di impedenza a RL%le;-17dB da meno di 400MHz a oltre
450MHz; molto dipende anche dalla capacità di realizzare delle
giunzioni senza troppi parassiti.
Le misure hanno sostanzialmente confermato i risultati della simulazioni; le prime prove di ricezione di satelliti nella banda dei 70cm hanno mostrato segnali stabili grazie alla polarizzazione circolare rispetto ad altre antenne a polarizzazione lineare e un livello di segnale compatibile con il basso guadagno di questa antenna. Il front-end di prova per questa antenna è stato realizzato con un obsoleto MGA62563 seguito da un filtro di banda per i 70cm largo circa 10MHz pertanto, al momento, non sono state verificate le prestazioni in ricezione su una banda più estesa.
Si tratta di una realizzazione ancora sperimentale (non protetta nemmeno dalla pioggia), pertanto non si riportano disegni meccanici. Presto ne verrà resa nota una versione robusta e facile da costruire.
