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  Sistema di antenna MULTIBANDA HF da 225 Ohm

  Pilota a larga banda per antenne a dipoli incrociati, note anche come antenne turnstile o quardipoli.

Veduta assonometrica del balun Veduta del balun per sistema multibanda Veduta del balun per sistema multibanda Veduta del balun per antenne turnstile

NB. I nostri balun(s) per ricetrasmissioni in HF, li trovi qui.

 

Dipolo aperto a 1/2 onda: un'antenna... anzi due!
L'importanza dell'applicazione pratica del concetto di "terra virtuale" ai trasduttori ed ai circuiti radio-elettrici, ad opera di Francesco Errante, per la comprensione dei fenomeni radio-elettrici.
Il "nodo di terra virtuale" ha nella fisica dei fenomeni radioelettrici la medesima importanza del "fulcro della leva" nella meccanica.

 

BREVETTO INDUSTIALE n.0001347484 (ITAPA20030019)
Visita www.uibm.gov.it ed immetti Francesco Errante nel campo di ricerca per vedere tutti i miei brevetti, o verifica direttamente sul sito dell'European Patent Office QUI !

CIRCUITO RADIOELETTRICO CON TERRA VIRTUALE PER LA SOPPRESSIONE DI UNO QUALSIASI DEI RAMI DI UN DIPOLO APERTO A MEZZ'ONDA

by Francesco Errante

Funzioni scientifiche :

a. Il balun qui descritto permette di dimostrare che  il dipolo a ½ onda, detto anche "Dipolo Hertziano" non è un' "antenna elementare" (dicesi antenna elementare un’antenna nella quale la condizione di risonanza ed irradiazione non puó verificarsi se non in presenza di tutte le sue parti)  bensi' una "cortina d’antenne elementari", costituita da  due elementi radiatori/captatori indipendenti di lunghezza fisica pari a ¼ d'onda ciascuno, arrangiati elettricamente in controfase ed alimentati al centro;
(Lo stesso si verifica per tutti gli altri dipoli simmetrici, indipendentemente dalla loro impedenza, detta anche resistenza di irradiazione.)

b. Il balun qui descritto permette di dimostrare che avendo a disposizione un nodo di terra virtuale è possibile rice-trasmettere segnali radio-elettrici attraverso lo spazio per mezzo di un solo elemento radiatore/captatore, della lunghezza fisica pari ad ¼ d’onda, senza la necessita della presenza di un piano di terra naturale od artificiale ne’ radiali di massa o contrappesi o simili artifizi;  (vedi --> ANTENNA ERRANTE )  

c. Il balun qui descritto permette di dimostrare che ognuno dei rami di un  dipolo aperto a ½ onda presenta un valore assoluto d’impedenza pari a 35 Ohm sbilanciati rispetto al polo di terra virtuale;
(Analogamente, ognuno dei due rami di qualsiasi altro dipolo simmetrico presentera' un'impedenza caratteristica pari ad ½ dell'impedenza caratteristica del dipolo a cui appartiene.)

d. Il balun qui descritto permette di dimostrare che ognuno dei rami di un dipolo aperto a ½ onda presenta al suo punto di alimentazione una differenza dell’angolo di fase rispetto alla terra virtuale pari a 90 gradi.

e. Il balun qui descritto, permettendo la soppressione di uno qualsiasi dei rami di un dipolo, ha portato a confutare definitivamente la "teoria dell'antenna immagine " .

Descrizione

In radiotecnica, sono noti svariati sistemi per adattare un dipolo aperto a ½ onda ad una linea di trasmissione sbilanciata, essi sono genericamente chiamati balun, dall’inglese BALanced-UNbalanced (bilanciato-sbilanciato). Allo stato attuale della radiotecnica, tali sistemi non consentono l’alimentazione indipendente dei due rami del dipolo aperto a ½ onda e conseguentemente impediscono di verificare se sia possibile sopprimere uno qualsiasi dei rami del  dipolo stesso senza intaccare la condizione di risonanza ed irradiazione di quello rimanente. L’invenzione qui descritta permette di alimentare separatamente i due rami(11, 12) di un dipolo aperto a ½ onda in modo da consentire loro di essere elettricamente indipendenti l’uno dall’altro e conseguentemente permette la soppressione di uno qualsiasi di essi, senza compromettere la condizione di risonanza ed irradiazione di quello rimanente.
(analogamente, un dispositivo per sdoppiare il filamento del dipolo ripiegato é descritto qui)

 

CIRCUITO RADIOELETTRICO CON TERRA VIRTUALE PER LA SOPPRESSIONE DI UNO QUALSIASI DEI RAMI DI UN DIPOLO APERTO

Tale risultato è raggiunto per mezzo di un circuito radioelettrico a costanti concentrate, basato su un trasformatore elettrico(1) a larga banda per segnali 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(3) ed un avvolgimento secondario(4) con presa centrale(5) ed impedenza pari a 35 + 35 Ohm. I predetti valori d’impedenza sono riferiti al polo di terra virtuale.  (dicesi terra virtuale, dall’inglese virtual ground un  nodo elettrico che presenta lo stesso potenziale elettrico della terra fisica e nessuna differenza dell’angolo di fase rispetto alla stessa. Praticamente, la terra virtuale è un punto di un circuito elettrico che appare essere elettricamente connesso direttamente a terra, quando in realtà non lo é). Il polo di terra virtuale è stato ottenuto dotando il trasformatore(1) di presa centrale sul suo avvolgimento secondario, ottenendo in realtà lo sdoppiamento  del secondario in due avvolgimenti. La terra virtuale così ottenuta è resa disponibile a tutta la rete, tramite un collegamento elettrico(6) allo schermo metallico(7) del trasformatore.
L'ottimizzazione del punto di lavoro del trasformatore(1) é ottenuta mediante compensazione, con l'utilizzo di capacità elettriche ad alto isolamento(8).
La soppressione ed il ripristino di uno qualsiasi dei due rami del dipolo aperto a ½ onda è realizzata, attraverso il commutatore ad alto isolamento(9) che permette di deviare manualmente il segnale radioelettrico verso un polo del carico fittizio antiinduttivo(10) d’impedenza pari a 35 Ohm, mentre l’altro polo del carico fittizio è collegato al circuito di terra virtuale.                       

E’ stato così inventato un circuito radioelettrico con terra virtuale per la soppressione di uno qualsiasi dei due rami del dipolo aperto a ½ onda .

Peculiaritá elettriche ed operative

1. Il balun qui descritto é 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 é 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 polo di terra virtuale pari a ±90 gradi.

3. Il balun qui descritto é caratterizzato dal fatto che, quando non è attivata la soppressione di uno dei due rami del dipolo, durante la ricezione di segnali radioelettrici provenienti dallo spazio da fonti 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 aperto a ½ onda, 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 descritto é caratterizzato dal fatto che, quando non è attivata la soppressione di uno dei due rami del dipolo la  larghezza di banda del dipolo a ½ onda ad esso connesso è sensibilmente maggiore rispetto a quando lo stesso dipolo è utilizzato con altri balun già noti.

5. Il balun qui descritto é 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).

6. Il balun qui descritto é 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.    

7. Il balun qui descritto 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.

 

 

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