Funzioni scientifiche
a. Il balun qui descritto consente lo
sdoppiamento fisico ed elettrico del filamento del dipolo ripiegato a ½
onda.
b. Il balun qui descritto consente di dimostrare che il
filamento di un dipolo ripiegato a ½ onda (avente un'impedenza caratteristica
di 300 Ohm) si comporta come se fosse costituito da due filamenti distinti ma
identici e coincidenti alimentati in controfase ed aventi, ognuno,
un'impedenza caratteristica di 150 Ohm, riferita al nodo di terra
virtuale.
c. Il balun qui descritto consente di dimostrare che il
filamento del dipolo ripiegato a ½ onda e, generalizzando, anche il filamento
di qualsiasi altro loop risonante, di qualsiasi forma, sia esso ad unica
spira che a spire multiple, quando viene correttamente alimentato con un
segnale radio-elettrico sinusoidale di idonea lunghezza d'onda, esso è
interamente percorso, da capo a capo, da correnti che per un semiperiodo
hanno verso orario e per il successivo semiperiodo hanno verso antiorario o
viceversa.
Descrizione
L'Autore, mediante l'uso di un particolare circuito
radio-elettrico per la soppressione di uno qualsiasi dei due rami di un
dipolo aperto a ½ onda, ha precedentemente dimostrato la possibilità di
alimentare separatamente ed indipendentemente i due rami di un dipolo aperto
a ½ onda, nella stessa occasione è stato introdotto il concetto ed il metodo
per la generazione di un nodo di terra virtuale per la separazione delle
correnti di ramo.
Il dipolo ripiegato a ½ onda è costituito da un unico conduttore e non
consente l'utilizzazione indipendente delle correnti che lo attraversano nei
due versi.
La presente invenzione permette lo sdoppiamento del filamento del dipolo
ripiegato a ½ d'onda per consentire di dimostrare che lo stesso filamento si
comporta come se fosse costituito da due filamenti identici e coincidenti ma
ognuno di essi attivo soltanto per la durata di un semiperiodo. Tale
risultato è stato ottenuto mediante l'impiego di un circuito radioelettrico a
costanti concentrate, basato su di un trasformatore elettrico(1) a larga
banda per se-gnali a radiofrequenza, avvolto su nucleo di ferrite di forma
binoculare, avente un avvolgimento primario(2) con impedenza di valore pari a
quello della linea di trasmissione adottata(10) ed un avvolgimento
secondario(3) con presa centrale(4) ed impedenza pari a 150 +150 Ohm riferiti
al nodo di terra virtuale. Il nodo di terra è propagato a tutto il circuito
mediante la gabbia di scher-maggio elettrostatico(5) connessa alla presa
centrale del trasformatore(1) mediante un breve collegamen-to elettrico(6).
L'ottimizzazione del punto di lavoro del trasformatore è ottenuta mediante
compensazione con l'utilizzo di capacitá elettriche ad alto isolamento(9). Il
trasformatore balun oggetto di questa invenzione permette lo sdoppiamento del
filamento originario del dipolo ripiegato a ½ onda, in due filamenti
gemelli(7, 8) fornendo loro due segnali identici ma in controfase tra di loro
ed aventi ognuno un' impedenza pari a 150 Ohm sbilanciati e riferiti al nodo
di terra virtuale. Le due spire(7, 8) elettricamente indipendenti ma
concentriche rispetto al loro punto di alimentazione, possono ora assumere la
posizione di parallele tra di loro, consentendo il loro funzionamento
concorrente sulla stessa direttrice oppure possono essere disposte l'una
perpendicolare all'altra rispetto alla loro dimensione maggiore, permettendo
al dipolo di operare con un diagramma di radiazione
quasi-omnidirezionale.
E' stato così inventato un balun con terra virtuale che consente lo
sdoppiamento del filamento del dipolo ripiegato a ½ onda e permette di
dimostrare che esso in realta' lavora come se fossero due filamenti identici
e coincidenti ma alimentati in controfase.
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Peculiaritá elettriche ed operative
1. Il balun qui descritto è caratterizzato dal fatto di
avere una presa centrale sul suo avvolgimento secondario per la generazione
di un nodo di terra virtuale che costituisce il riferimento elettrico a
potenziale zero di tutto il circuito e ne permette una precisa
stabilizzazione elettrica.
2. Il balun qui descritto è caratterizzato dal fatto che
l’avvolgimento secondario(4) del trasformatore, durante la trasmissione di
segnali radio-elettrici nello spazio, provvede ad erogare due segnali
radioelettrici identici ma in controfase tra di loro, ovvero, ognuno dei
segnali presenta una differenza dell’angolo di fase rispetto al nodo di terra
virtuale pari a ±90 gradi.
3. Il balun qui descritto è caratterizzato dal fatto che,
quando le due spire del dipolo ad esso collegate sono orientate nella
medesima direzione, durante la ricezione di segnali radioelettrici
provenienti dallo spazio da direzioni fuori orientamento rispetto al dipolo
stesso, il trasformatore(1) nel provvedere a combinare qualsiasi segnale
bilanciato captato dai due rami del dipolo, introduce una reiezione elettrica
che aumenta col diminuire della differenza dell’angolo di fase tra i due
segnali ad esso inviati dai rami del dipolo stesso. Ciò permette di esaltare
la già nota proprietà di reiezione di fianco del dipolo, che si
traduce in una maggiore attenuazione dei segnali indesiderati provenienti da
direzioni al di fuori dell’orientamento del dipolo stesso.
4. Il balun qui è caratterizzato dal fatto che permette di
variare il diagramma di radiazione di un dipolo ripiegato a ½ onda,
consentendo d'irradiare lungo un'unica direttrice oppure di operare con un
diagramma di radiazione quasi-omnidirezionale (arrangiamento del
tipo turnstile).
5. Il balun qui descritto è caratterizzato dal fatto che la
larghezza di banda del dipolo ripiegato a ½ onda ad esso connesso è
sensibilmente maggiore rispetto a quando lo stesso dipolo è utilizzato con
altri balun già noti.
6. Il balun qui descritto è caratterizzato dal fatto che la
suscettibilità alle influenze da parte di capacità parassite (suolo, muri
etc.) di ognuno dei due rami del dipolo stesso, è notevolmente ridotta
rispetto a quando il loro adattamento alla linea di trasmissione sbilanciata
è fatto con altri sistemi di adattamento già noti (BALUN), consentendo di
trasmettere con notevoli potenze anche in stretta prossimità del suolo, di
muri od ostacoli vari e con qualsiasi inclinazione rispetto agli stessi,
senza che si verifichino apprezzabili variazioni d’impedenza
(disadattamenti) all’ingresso del trasformatore(1).
7. Il balun qui descritto è caratterizzato dal fatto che
tutte le porte del trasformatore(1) presentano un cortocircuito alla corrente
continua e sono tutte collegate alla terra fisica tramite il conduttore
esterno della linea di trasmissione coassiale(3), consentendo lo scaricamento
delle cariche elettrostatiche via terra comune.
8. Il balun di Errante si caratterizza per
essere un trasformatore elettrico per RF ad impedenza NON
fluttuante. I valori d'impedenza delle terminazioni del
balun di Errante sono determinate per costruzione, ne deriva che il
rapporto di trasformazione e' una sua funzione e NON viceversa, diversamente
da quanto avviene con tutti gli altri arrangiamenti bal-un.
N.B. Questa pagina tratta di una speciale
applicazione a fini scientifici del balun di Errante con terra
virtuale. Per una panoramica su tutti i baluns di
Errante con terra virtuale per l'impiego nelle radio comunicazioni in
HF e per ulteriori approfondimenti teorici, si prenda visione della
pagina
successiva.
