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Cappello Capacitivo ultra light !

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  • Risorse utili Cappello Capacitivo ultra light !

    Mi piace l'idea di condividere nuove soluzioni tecniche che ho realizzato per soddisfare esigenze pratiche e che potrebbero far comodo a molti OM che amano auto-costruire le proprie antenne.
    Ho sperimentato diversi tipi di cappelli capacitivi assemblati con diversi materiali ma ora mi posso ritenere molto soddisfatto con questo modello di soli 200g di peso e 2m di diametro con capacità teorica di 70 pF.

    Dopo aver realizzato un dipolo full size per i 40m in tubo di alluminio per ridurre la sua lunghezza (ben 20m) ho voluto applicare una nuova soluzione di reattanza capacitiva realizzata per delle verticali per le bande basse ad alta efficienza .
    Dopo una lunga ricerca di materiali e di geometrie ho convenuto che il filo di acciaio INOX 316 raddrizzato, diametro 1,9 mm sagomato a forma di quadrifoglio è la soluzione ideale.



    Con tale filo è possibile realizzare robusti cappelli capacitivi a disco (ma anche sferici) del diametro sino a 3-4 m e peso e superficie esposta al vento davvero ridotto!
    In particolare per il mio dipolo ne ho realizzati due da 2m e peso 200g cadauno e sono completamente insensibili alle raffiche di vento!

    Così facendo il semi dipolo è stato accorciato da 10m a ben 7 metri, una lunghezza più gestibile (ulteriormente riducibile senza grosse perdite).
    Ponendo il cappello capacitivo sul l'estremità del dipolo si riesce ad abbassare la frequenza di risonanza anche di 5 MHz e comunque giostrando sulla lunghezza dell'ultimo elemento da 16 mm quindi facendolo rientrare o estendendo lo stesso si ottiene una regolazione fine della risonanza.
    I vantaggi di tale soluzione rispetto alla reattanza induttiva aggiunta tramite induttanza o carico lineare sono ben noti!?
    Leggerezza della struttura del dipolo , resistenza meccanica, immunità al vento, potenza applicabile, perdite ridottissime, e soprattutto larghezza di banda che in questo caso è di ben 300 kHz con SWR inferiore a 1.4.



    Questa soluzione può essere applicata con notevoli vantaggi a varie tipologie di antenna, dipoli rigidi e filari, longwire e verticali, comprese quelle per uso mobile !
    Il dipolo sul quale ho implementato questa soluzione quasi non si accorge dei due cappelli capacitivi e il suo rendimento (analizzatore alla mano) e larghezza di banda è eccellente già a soli 6m dal terreno !
    Da notare che l'esile palo carrellato realizzato per provare le antenne supporta magnificamente l'intero sistema che è perfettamente bilanciato.
    Per ridurre comunque al minimo le sollecitazioni meccaniche su i due bracci del dipolo un cavo di bayco da 4mm sorregge i due tubi da 30mm in un perfetto equilibrio.
    Le dimensioni del dipolo non permettono di fare foto decenti e comunque la prospettiva viene esagerata dal grandangolare che ne enfatizza la flessione!

    Ora devo solo posizionarlo li in alto a destra sul mast del traliccio al posto della 5 ele. yagi per i 50 MHz, successivamente potrebbe diventare parte di una Yagi 3 elementi per i 40 metri (nuovo traliccio e plinto permettendo)...



    Per realizzarlo avete bisogno di metri 8 di filo in acciaio INOX raddrizzato da 1,9 mm che viene venduto in ambito industriale , ma è possibile utilizzare qualsiasi materiale simile pur rimanendo questo il migliore per via della leggerezza e della completa immunità ad agenti atmosferici anche in ambienti salati.
    Contrassegnate il filo con delle tacche ogni 2 m di lunghezza e successivamente unite i due capi con un piccolo morsetto di ottone a due viti ( ricavabile da un mammut) ottenendo così un grande cerchio piatto sul pavimento. Dopodiché così come si ripiega una tenda della Decathlon modellate con decisione la forma a margherita vincolandola per il momento con delle fashette stringi cavo poste al centro.
    Se tale geometria viene ottenuta senza forzare il filo avremo una forma armoniosa ed elastica e priva di pericolosi spigoli.
    La parte centrale vedrà una serie di fili che si avvicendano paralleli a circondare il tubo di alluminio sul quale verrà successivamente fissato con delle fashette anti Uv.
    Tale sistema rende il fissaggio del cappello capacitivo estremamente robusto a tal punto che se si esagera non sarà più possibile spostarlo se non avendo spruzzato del CRC sul tubo di alluminio del l'elemento !

    Buon divertimento e a presto...
    File allegati
    Ultima modifica di IZ7PDX; 25-03-13, 19:31.
    http://www.iz7pdx.it
    http://www.facebook.com/pages/Iz7pdx...64912436856097
    http://www.hrdlog.net/ViewLogbook.aspx?user=IZ7PDX
    http://www.youtube.com/user/IZ7PDX

    73 de Luigi
    IQ7GC - IJ7A - ID8/IQ8CS Team - JN80 MF-LF-VLF Club.

  • #2
    Re: Cappello Capacitivo ultra light !

    Originariamente inviato da IZ7PDX Visualizza il messaggio
    Dopo una lunga ricerca di materiali e di geometrie ho convenuto che il filo di acciaio INOX 316 raddrizzato, diametro 1,9 mm sagomato a forma di quadrifoglio è la soluzione ideale.
    Mi sembra proprio una bella realizzazione. Tra l'altro, è carina anche sul piano ambientale, calandosi benissimo, con la sua forma, nel contesto dei luoghi.
    Ehm.... dove si trova quell'acciaio lì ? Può sempre tornare utile..
    73 de IK7JWY Art
    https://www.qrz.com/db/IK7JWY
    http://www.infinitoteatrodelcosmo.it...rturo-lorenzo/

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    • #3
      Re: Cappello Capacitivo ultra light !

      Complimenti, è una bella soluzione che vedo bene anche per una verticale.

      Paolo I4EWH
      http://i4ewh.altervista.org

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      • #4
        Re: Cappello Capacitivo ultra light !

        Originariamente inviato da IK7JWY Visualizza il messaggio
        Mi sembra proprio una bella realizzazione. Tra l'altro, è carina anche sul piano ambientale, calandosi benissimo, con la sua forma, nel contesto dei luoghi.
        Ehm.... dove si trova quell'acciaio lì ? Può sempre tornare utile..
        Hi Arturo, io lo compro in Germania ma chiaramente in grosse quantità, cerco di reperire venditori al dettaglio, dovrebbe esserci qualcuno nel besciano, ma se mi vieni a trovare posso farti un regalo... (ho bisogno di una mano con il progetto del nuovo traliccio)
        http://www.iz7pdx.it
        http://www.facebook.com/pages/Iz7pdx...64912436856097
        http://www.hrdlog.net/ViewLogbook.aspx?user=IZ7PDX
        http://www.youtube.com/user/IZ7PDX

        73 de Luigi
        IQ7GC - IJ7A - ID8/IQ8CS Team - JN80 MF-LF-VLF Club.

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        • #5
          Re: Cappello Capacitivo ultra light !

          Originariamente inviato da IZ7PDX Visualizza il messaggio
          Mi piace l'idea di condividere nuove soluzioni tecniche ...
          ...
          spruzzato del CRC sul tubo di alluminio del l'elemento !
          Ciao Luigi,
          bella realizzazione.
          Girando in rete, ho trovato la pagina di un OM che ha sperimentato cappelli capacitivi di varie geometrie per le sue verticali raccorciate.
          Dopo innumerevoli tentativi, lui stesso dice che i migliori hanno la forma tipo quella che hai realizzato tu.
          Migliori in termini di quantità di materiale usato in rapporto al raccorciamento simulato.

          Marco - IK2XSL.

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          • #6
            Re: Cappello Capacitivo ultra light !

            Marco sarebbe molto utile approfondire l'argomento, puoi postare il link?
            Sono partito con la sperimentazioni sulle verticali ove la bontà dell'utilizzo di cappelli capacitivi è immediatamente riscontrabile.
            Non ho foto da mostrare ma per una verticale 160m realizzata partendo da una full per gli 80m con una induttanza ad alto Q posta in testa e un cappello a sfera Ø3m realizzato con stesso filo INOX ma da 3mm ho ottenuto una buona risonanza/resistenza di radiazione.
            È risultato molto interessante valutare praticamente come cambia la frequenza di risonanza e la larghezza di banda di una verticale lunga 3m (per utilizzo in mobile) con lo spostamento del cappello sul radiatore verticale.
            Ti assicuro che le sorprese non mancano e si intuisce facilmente che i cappelli capacitivi sentono molto la distanza dal terreno/carrozzeria auto ma comunque ne influenzano i parametri elettrici dell'antenna in maniera veramente singolare, provare per credere.
            Ultima modifica di IZ7PDX; 26-03-13, 11:26.
            http://www.iz7pdx.it
            http://www.facebook.com/pages/Iz7pdx...64912436856097
            http://www.hrdlog.net/ViewLogbook.aspx?user=IZ7PDX
            http://www.youtube.com/user/IZ7PDX

            73 de Luigi
            IQ7GC - IJ7A - ID8/IQ8CS Team - JN80 MF-LF-VLF Club.

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            • #7
              Re: Cappello Capacitivo ultra light !

              Originariamente inviato da IZ7PDX Visualizza il messaggio
              Marco sarebbe molto utile approfondire l'argomento, puoi postare il link?
              Ciao, volentieri.
              Fermo restando che link analoghi ce ne sono parecchi, penso valga la pena dare un'occhiata a:

              http://www.k0bg.com/caphats.html
              questo è il link dove l'autore dice di aver provato vari tipi di cappelli capacitivi, ma quello a trifoglio gli è sembrato globalmente il migliore.

              http://www.hamuniverse.com/k6mm160metervertical.html
              qui c'è il progetto di una verticale raccorciata per i 160.
              Il titolo (The "No-Excuses" 160 Meter Vertical) è tutto un programma...

              http://www.nonstopsystems.com/radio/...m_vertical.htm
              qui c'è una soluzione fin troppo robusta (e mi sa anche pesante) per fare un cappello capacitivo.
              Chiaramente, dipende dalle caratteristiche meccaniche di cui si dispone in cima alla verticale.

              Se a qualcuno serve qualche progetto gia pronto, ho a casa qualche pdf.
              Ricordo per certo di avere quello di una verticale di 12m per gli 80, con cappello capacitivo.
              Non voglio insegnare niente a nessuno, per carità...

              Marco - IK2XSL.

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              • #8
                Re: Cappello Capacitivo ultra light !

                Fantastico l'articolo del primo link...
                Certo Marco, neanche io ho la presunzione di insegnare nulla e poi visto come è datata la prima foto di certo già negli anni 20 qualcuno giocava con queste robe.
                Tutto ciò solo per il gusto di fare, scoprire e condividere le proprie esperienze a vantaggio di tutti .
                http://www.iz7pdx.it
                http://www.facebook.com/pages/Iz7pdx...64912436856097
                http://www.hrdlog.net/ViewLogbook.aspx?user=IZ7PDX
                http://www.youtube.com/user/IZ7PDX

                73 de Luigi
                IQ7GC - IJ7A - ID8/IQ8CS Team - JN80 MF-LF-VLF Club.

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                • #9
                  Re: Cappello Capacitivo ultra light !

                  Originariamente inviato da IZ7PDX Visualizza il messaggio
                  Fantastico l'articolo del primo link...
                  Certo Marco, neanche io ho la presunzione di insegnare nulla e poi visto come è datata la prima foto di certo già negli anni 20 qualcuno giocava con queste robe.
                  Tutto ciò solo per il gusto di fare, scoprire e condividere le proprie esperienze a vantaggio di tutti .
                  Intendevo dire che, essendoci moltissimi link analoghi, non vorrei che qualcuno pensasse che voglio insegnare qualcosa sulle verticali raccorciate...
                  Tu almeno ne hai costruita qualcuna, io no.

                  Piacerebbe anche a me poter pasticciare un po' con quelle cose.
                  Sperimentare è insito nel nostro hobby, e da moltissima soddisfazione.
                  Spazio e tempo purtroppo sono quelli che sono, come per quasi tutti, del resto.
                  Condividere è un'ottima cosa; oggi, poi, con internet, ti ritrovi a costruire/condividere le esperienze con qualcuno dall'altra parte del mondo che probabilmente non conoscerai mai...

                  Comunque, il tuo cappello a trifoglio ha avuto successo.
                  Attendo le tue considerazioni quando sarà sopra la beam 10-15-20.
                  Mi resta un dubbio: non risentirà un po' troppo del suo boom?
                  O la metti perpendicolare = parallelo agli elementi della beam?
                  Non essendo il dipolo dei 40 full size, non dovrebbe risuonare in terza armonica in 21, o mi sfugge qualcosa?

                  Marco - IK2XSL.

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                  • #10
                    Re: Cappello Capacitivo ultra light !

                    Intendevo dire che, essendoci moltissimi link analoghi, non vorrei che qualcuno pensasse che voglio insegnare qualcosa sulle verticali raccorciate...
                    Ma ci mancherebbe Marco, credo che nessuno ha creduto ciò

                    Sperimentare è insito nel nostro hobby, e da moltissima soddisfazione.
                    Spazio e tempo purtroppo sono quelli che sono, come per quasi tutti, del resto.

                    Sono daccordissimo con te.
                    Non credere, anche io ho i miei limiti di spazio, se potevo installare una bella Beverage forse non mi sarei cimentato nel tentativo di costruire alternative per ricevere meglio!

                    Condividere è un'ottima cosa
                    Quel poco che cerco di fare è alla mercè di tutti, per me è un grande stimolo l'auto costruzione !

                    Comunque, il tuo cappello a trifoglio ha avuto successo.
                    Quadrifoglio please!

                    Mi resta un dubbio: non risentirà un po' troppo del suo boom?
                    Da una veloce analisi al pc il boom sottostante lungo 9m e distante 2m non crea conflitti particolari, del resto se consideri che per ottenere un buon angolo di radiazione il dipolo lo dovrei installare a non meno di 30-40 metri dal suolo già questo mi farebbe desistere alla sua costruzione.
                    In realtà lo scopo era quello di sperimentare i cappelli capacitivi su dipoli come questo e successivamente confrontare questo dipolo (dopo l'installazione in quota) con un sistema di verticale full size 1/2 onda installata al suolo.
                    Quest'ultimo sistema si è dimostrato nel tempo molto adatto a Dx, buca bene anche pileup notevoli con soli 500w ma chiaramente in ricezione è una ciofeca.

                    O la metti perpendicolare = parallelo agli elementi della beam?
                    NO

                    Non essendo il dipolo dei 40 full size, non dovrebbe risuonare in terza armonica in 21, o mi sfugge qualcosa?
                    SI
                    http://www.iz7pdx.it
                    http://www.facebook.com/pages/Iz7pdx...64912436856097
                    http://www.hrdlog.net/ViewLogbook.aspx?user=IZ7PDX
                    http://www.youtube.com/user/IZ7PDX

                    73 de Luigi
                    IQ7GC - IJ7A - ID8/IQ8CS Team - JN80 MF-LF-VLF Club.

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                    • #11
                      Re: Cappello Capacitivo ultra light !

                      Originariamente inviato da IZ7PDX Visualizza il messaggio
                      Non credere, anche io ho i miei limiti di spazio, se potevo installare una bella Beverage forse non mi sarei cimentato nel tentativo di costruire alternative per ricevere meglio!
                      ...
                      Quest'ultimo sistema si è dimostrato nel tempo molto adatto a Dx, buca bene anche pileup notevoli con soli 500w ma chiaramente in ricezione è una ciofeca.

                      Non essendo il dipolo dei 40 full size, non dovrebbe risuonare in terza armonica in 21, o mi sfugge qualcosa?
                      SI
                      Ciao Luigi, ho visto qualche foto, e credimi, vorrei anch'io avere i tuoi problemi di spazio!
                      Comunque, sei sicuro che il dipolo col cappello capacitivo risuoni in terza armonica?
                      Se riuscissi a metterlo orientato come gli altri elementi della beam, non sarebbe meglio?

                      Marco - IK2XSL.

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                      • #12
                        Re: Cappello Capacitivo ultra light !

                        Ciao Marco, grazie mille per il tuo vivo interesse sull'argomento, io non sono un grande smanettatore di software d'analisi, nel senso che parto da un progetto alla vecchia maniera (vedi sacri testi), lo modifico e lo personalizzo, e in fine lo modello al pc senza cercare però il pelo nell'uovo.
                        In questa comunità HAM ci sono amici decisamene più esperti di me che invito e spero di coinvolgere ottenendone consigli e critiche costruttive utili per tutti.

                        Ho riscontrato che troppi OM si fanno problemi dicendo di aver modellato un nuovo radiatore che però risulta CRITICO e decidono di non provare a realizzarlo.
                        E' come apprezzare una bella donna e non avere il coraggio di buttarsi, sicuramente la cosa richiederebbe un notevole dispendio di "risorse" ma hai presente la gratificazione di un risultato conseguito con ardore?!

                        Tornando a noi, non ho mai pensato installare il dipolo in questione parallelo alla Multi Mono Yagi 10-15-20 per non incrementare la wind area quando la stessa è parcheggiata N-S, ponendolo parallelo al boom risulterebbe sventata alla Tramontana e allo Scirocco che da queste parti sulla Murgia Pugliese soffiano alla grande.

                        Comunque mi hai messo la pulce nell'orecchio e se pur in condizioni non ottimali (dipolo posto basso su palo di 6m in pieno terreno bagnato) ho collegato nuovamente l'analizzatore per mostrare qualche dato riscontrato, questi sono i risultati che ovviamente miglioreranno ulteriormente con l'installazione finale sul traliccio:


                        L'altezza ridotta dal terreno pregiudica la bontà del progetto, a venti metri dal suolo le cose sono ben diverse...



                        La curva del ROS con la giusta altezza e un ritocchino sarà ottimale ma non mi spiace...


                        La curva dell'impedenza , ho riscontrato in varie circostanze di progetto (anche con verticali) che l'impedenza caratteristica con dei buoni cappelli capacitivi raggiunge senza troppi problemi i 50 ohm!


                        All together


                        E in fine con questa immagine riscontriamo la risonanza in terza armonica al valore di 22.600 MHz circa.
                        File allegati
                        http://www.iz7pdx.it
                        http://www.facebook.com/pages/Iz7pdx...64912436856097
                        http://www.hrdlog.net/ViewLogbook.aspx?user=IZ7PDX
                        http://www.youtube.com/user/IZ7PDX

                        73 de Luigi
                        IQ7GC - IJ7A - ID8/IQ8CS Team - JN80 MF-LF-VLF Club.

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                        • #13
                          Re: Cappello Capacitivo ultra light !

                          Originariamente inviato da IZ7PDX Visualizza il messaggio
                          E' come apprezzare una bella donna e non avere il coraggio di buttarsi, sicuramente la cosa richiederebbe un notevole dispendio di "risorse" ma hai presente la gratificazione di un risultato conseguito con ardore?!
                          Sei troppo avanti...


                          Originariamente inviato da IZ7PDX Visualizza il messaggio
                          Tornando a noi, non ho mai pensato installare il dipolo in questione parallelo alla Multi Mono Yagi 10-15-20 per non incrementare la wind area quando la stessa è parcheggiata N-S, ponendolo parallelo al boom risulterebbe sventata alla Tramontana e allo Scirocco che da queste parti sulla Murgia Pugliese soffiano alla grande.
                          Ok, allora posso capire.
                          Ognuno ha le sue esigenze date dalla posizione/logistica.

                          Originariamente inviato da IZ7PDX Visualizza il messaggio
                          Perchè a 7066 hai ancora una reattanza capacitiva?
                          Forse non eri esattamente alla frequenza di risonanza.
                          Hai swappato un po' per vedere se a un certo punto passi per X=0?
                          Curiosità mia... non conosco lo strumento...

                          Originariamente inviato da IZ7PDX Visualizza il messaggio
                          All together


                          E in fine con questa immagine riscontriamo la risonanza in terza armonica al valore di 22.600 MHz circa.
                          22599 kHz è in corrispondenza della barra verticale, o (presumo) del "marker" a triangolino in basso?
                          In quest'ultimo caso, che ros ti da a 21.3?
                          Per capire quanto ti potrebbe dare fastidio alla beam, la partita si gioca qui.
                          Fermo restando che poi, portandolo sul traliccio, quei valori un po' si sposteranno.

                          Non capisco un'altra cosa: la scritta 22599 +- 14372 si riferisce alla barra verticale?
                          22599-14372=8227 (che dovrebbe corrispondere all'inizio del grafico, dove ci sono i valori di ros)
                          Ma allora, il minimo della curva nella parte sinistra del grafico, a che frequenza si riferisce?
                          Sembrerebbe attorno ai 9 MHz, ma non ha senso.

                          Marco - IK2XSL.

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                          • #14
                            Re: Cappello Capacitivo ultra light !

                            Ciao Marco, per quanto riguarda il residuo di reattanza non sono stato li a fare tarature precise perchè le condizioni di prova sono davvero estreme, per esempio l'altezza dal terreno e le due chiome degli ulivi quasi a contatto dei cappelli capacitivi...

                            Il primo grafico si riferisce alla stessa misura ma con intervallo di banda misurato pari a 300 KHz


                            Mentre l'ultimo grafico ha un intervallo di misura pari a 28.744 MHz centrato in corrispondenza della riga verticale, poi successivamente ho spostato il marker dove lo vedi ora per leggere quel valore di frequenza pari a 22.599 Mhz.
                            Il picco di minor ROS si riferisce chiaramente al valore di 7.066 MHz come nel primo grafico.
                            http://www.iz7pdx.it
                            http://www.facebook.com/pages/Iz7pdx...64912436856097
                            http://www.hrdlog.net/ViewLogbook.aspx?user=IZ7PDX
                            http://www.youtube.com/user/IZ7PDX

                            73 de Luigi
                            IQ7GC - IJ7A - ID8/IQ8CS Team - JN80 MF-LF-VLF Club.

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                            • #15
                              Re: Cappello Capacitivo ultra light !

                              Originariamente inviato da IZ7PDX Visualizza il messaggio
                              Mentre l'ultimo grafico ha un intervallo di misura pari a 28.744 MHz centrato in corrispondenza della riga verticale, poi successivamente ho spostato il marker dove lo vedi ora per leggere quel valore di frequenza pari a 22.599 Mhz.
                              Il picco di minor ROS si riferisce chiaramente al valore di 7.066 MHz come nel primo grafico.
                              Ah, ok, quindi quando il marker è in corrispondenza della barra verticale centrale, avevi, ad esempio, 20000 +- 14372, quindi il grafico va da 20000-14372=5628 (e questo giustifica la presenza della risonanza a 7066 circa) a 20000+14372=34372.
                              Ora è chiaro.

                              Io ripeterei il tutto quando è in posizione operativa, così da vedere se la sua terza armonica è sufficientemente lontano dai 15m o meno.
                              Poi ho capito il discorso del vento, e li chiaramente la tua valutazione è l'unica attendibile...
                              A questo punto, sarei curioso di vedere il ros dei 15m col dipolo parallelo o perpendicolare al boom.

                              Marco - IK2XSL.

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