Presenta:
Adattatori d'impedenza tra apparato ed antenna
di IZ1TQI Aldo (de Roderigo) - RCT #030
Per poter collegare un cavo coassiale che presenta una certa impedenza ad un'antenna con impedenza diversa, potremo collegare, tra uno e l'altra, uno spezzone di cavo coassiale della lunghezza di λ/4 o 3/4λ , la cui impedenza può essere calcolata con la formula:
Zx = √ ( Zant * Zout ), dove Zx è l'impedenza dello spezzone di cavo lungo λ/4 o 3/4λ
Zant è l'impedenza caratteristica dell'antenna
Zout è l'impedenza che troviamo all'uscita del cavo di alimentazione, che dovrà essere uguale a quella del Tx.
Allora più precisamente:
Zx = √ ( Zant * ZTx ), dove ZTx è l'impedenza del trasmettitore.
Assodato che le antenne possono presentare diversi valori di impedenza (rispetto ai canonici 52 o 75 ohm o piattina bilanciata da 300 ohm, oramai introvabile) ed anche molto bassi, specialmente quando si ha a che fare con le direttive, o relativamente alti nel caso dei dipoli ripiegati vi saranno certamente utili gli schemi, riportati nelle figure sottostanti.
In figura 1 viene descritto come deve essere considerata la lunghezza dello spezzone di λ/4 o 3/4λ oppure λ/2, considerato che, una volta calcolata la relativa misura con le formulette:
lunghezza (in metri) cavo di λ/4 = 75 : MHz ,
lunghezza (in metri) cavo di 3/4 λ = 225 : MHz ,
lunghezza (in metri) cavo di λ/2 = 150 : MHz ,
dovrete poi modificare il risultato ottenuto moltiplicandolo per il fattore di velocità de cavo.
Un esempio pratico può essere il seguente: ammesso di lavorare con centro banda a 144,255 MHz avendo a disposizione un cavo il cui fattore di velocità sia 0,66 allora
misura di λ/4 = ( 75 : 144, 255) x 0,66
lunghezza cavo = 0,34 m, quindi dovrete tagliare uno spezzone di cavo la cui calza risulti di tale lunghezza, dopo aver liberato gli estremi sia dalla guaina sia dalla calza in eccesso.
Vi fornisco adesso anche un esempio, per tutti, di adattamento, quale applicazione della formuletta :
Zx = √ ( Zant * ZTx ).
Considerate la figura 8a: dobbiamo collegare un'antenna direttiva con Z = 12 ohm ad una linea di alimentazione da 52 ohm:
Zx = √ ( 12 * 52) = 24,97;
ci occorre allora un'impedenza intermedia di 25 ohm e la otteniamo con tre spezzoni (1/4 onda) di cavo da 75 ohm (75 : 3) = 25 ohm
In figura 11 e 12 viene preso in considerazione un adattatore bal-un 4 : 1 denominato da alcuni a trombone; le configurazioni sono: da 75 a 300 ohm con cavo coassiale da 75 ohm e da 50 a 200 ohm con cavo coassiale da 50/52 ohm. Molte delle configurazioni proposte possono essere riprodotte come bal-un oppure un-un su toroide con i dovuti avvolgimenti a spire; prenderemo ciò in considerazione in un successivo elaborato.
La figura 13 mostra un prospetto della percentuale di perdita in funzione del ROS rilevato; come si può riscontrare, consultando la tabella, ritrovarsi un ROS di 2,5 : 1 (leggasi 2,5 a 1), significa subire una perdita di potenza del 18,4%.
Per chi ama non solo fermarsi al "quia" delle cose, ma pretende anche il "quod", la formuletta generale è:
perdita di potenza in percentuale = [(ROS - 1) : (ROS + 1)]² oppure ( ROS -1) ² : (ROS + 1)²
vale a dire: [(2,5 - 1) : (2,5 + 1)]² = 0,184
Val la pena spendere qualche parola per il caso notevole in cui il ROS sia 1 : 1 (leggasi uno a uno), il cui risultato percentuale è zero:
essendo zero il nominatore del rapporto onda diretta onda riflessa ricadiamo nella proprietà formale di azzeramento della divisione, pertanto ecco il perchè si
ha perdita zero.
Naturalmente per conoscere invece la percentuale della potenza irradiata:
percentuale potenza irradiata = 1 - [(ROS - 1) : (ROS + 1)]²
Non credo necessario alcun commento alle figure, se non che: le ultime tre si riferiscono a configurazioni in parallelo di antenne esattamente uguali.
Le raffigurazioni sono state desunte da disegni di Nuova Elettronica.
Con questo spero di essere stato chiaro, esauriente ed utile per i neofiti volenterosi, anche se noioso o poco rigoroso per i più esperti.
Per altre configurazioni... alle prossime.
"Parvuli ...", ora che potete anche camminare con le vostre gambe "... ite, acta est fabula ."