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Stub in cavo coassiale - 2°

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  • Risorse utili Stub in cavo coassiale - 2°

    In questi giorni i lettori che avranno dato uno sguardo al mio precedente post, saranno andati probabilmente in giro per la rete in cerca di altre informazioni.

    Uno stub:
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ID: 100873

    Grazie ai link suggeriti da IK2XSL è possibile dare un’occhiata a misure e applicazioni degli stub.

    Vediamo rapidamente quali sono le lunghezze generalmente usate per costruire gli stub; queste misure sono riferite a cavi con fattore di velocità di 0,66, come l’RG58 o il 213.

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ID: 100872

    Nella tabella in alto troviamo le lunghezze finite dei ¼ d’onda di ogni banda HF (escluse le WARC) presi all’inizio della banda stessa. Naturalmente, a causa della imperfezione dei materiali in uso, queste misure sono solo orientative e soggette a personalizzazione in base alla frequenza che vorremmo fosse più attenuata.
    Quindi, per evitare spiacevoli inconvenienti e ritrovarsi con il cavo troppo corto, il consiglio è quello di tagliare il cavo leggermente più lungo della misura consigliata/calcolata, in percentuale è consigliabile abbondare dal 5%, sui 160 metri, fino a un 10%, arrivando sulla banda dei 10 metri.

    Un’ulteriore tabella che può risultare utile durante il taglio e la taratura dei coassiali, può essere la seguente:

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ID: 100874

    In base alla banda è possibile determinare quanto tagliare per raggiungere la frequenza desiderata; ad esempio: sugli 80 ogni 20 cm di cavo tagliato incidono all’innalzamento di risposta in frequenza di 100 KHz.

    Preparare uno stub coassiale è molto semplice: basta stendere il cavo nella maniera più dritta possibile e misurarlo con una fettuccia metrica preferibilmente lunga più dello spezzone di cavo stesso.
    Questo vi eviterà errori di misurazione: misurare uno stub per i 160 con un flessometro di 2 metri non è comodo e può inserire errori, specialmente se si è da soli a fare il lavoro.

    Sulla frequenza finale andrà ad incidere anche il bocchettone usato per connettersi alla T sulla linea di trasmissione, ma la taratura avverrà comunque con il PL saldato al cavo.

    L’altro estremo del cavo, quello aperto o in corto per intenderci, dovrà essere sempre trattato con cura. In caso di stub aperto nell’effettuare il taglio di taratura è conveniente spelare la calza di circa 1 cm più corta rispetto all’isolante centrale ed al conduttore centrale stesso. In caso di stub in CC, durante le tarature si potrà mettere momentaneamente in corto il centrale con la calza anche avvolgendoli tra loro; al raggiungimento della frequenza desiderata avremo cura di saldare per bene calza e centrale per un migliore rendimento del sistema.
    Una volta terminato il lavoro la parte terminale dovrà essere protetta possibilmente da una guaina termorestringente o da qualche giro di buon nastro isolante.

    Taratura

    Il miglior modo per effettuare la taratura di uno stub è quello di utilizzare un VNA (Vector Network Analyzer). Purtroppo non tutti dispongono di tale apparecchietto, quindi se non lo possedete o non avete amici che ve lo possono prestare vedremo coma potrete ripiegare con altri sistemi, purtroppo un pò meno affidabili.

    Personalmente utilizzo il miniVNA, anche i grafici che vedete nei post sono ricavati in tempo reale da uno dei suoi software di gestione.

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Nome:   tarostub.jpg 
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ID: 100875

    Dalla foto in alto possiamo vedere l’applicazione del miniVNA per la taratura di uno stub per 20 e 10 metri (attenua 40 e 15 metri), quindi un ½ onda aperto per i 20.
    Alla porta DUT è applicato il connettore centrale di uno T, su un lato dello T è collegato lo stub mentre sull’altro un pezzo di coassiale a sua volta connesso, dall’altro lato, alla porta DET.
    Mettiamo il software del miniVNA in modalità trasmissione visualizzando la banda HF 1-30 MHz, attiviamo lo swap singolo o continuo da software e vedremo comparire sullo schermo il seguente grafico:

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Nome:   2010_02.jpg 
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ID: 100877

    Naturalmente questo grafico si riferisce ad uno stub già tarato.
    Vorrei aggiungere una nota a tal proposito: in questo caso i due massimi di attenuazione non ricadono esattamente nelle due bande desiderate, ovvero 40 e 15 metri, questo perché se centriamo la banda dei 40 avremo l’attenuazione dei 15 sulla parte alta della banda stessa, allo stesso modo se facciamo rientrare l’attenuazione a centro banda dei 15 metri troveremo il primo notch al di sotto dei 7 MHz. Quindi con un solo stub bisogna giostrare al meglio il punto dove farlo lavorare.

    Un secondo metodo, che in pratica è simile a quello visto adesso, lo possiamo effettuare se abbiamo a disposizione un tracking generator ed un analizzatore di spettro. (confronta con: https://www.hamradioweb.org/forums/sh...84&postcount=1).

    Il metodo più semplice di misurazione, anche se meno preciso, può essere effettuato con un ricetrasmettitore, o un analizzatore di antenna e un carico fittizio.
    Da quanto abbiamo letto fin ora, si è visto che sulla frequenza di utilizzo lo stub presenta un ROS bassissimo, questo può aiutarci a trovare la frequenza giusta di lavoro.
    Vogliamo, ad esempio, tarare uno stub per i 20 metri come il precedente. All’attacco dell’antenna di un analizzatore di antenna o un ricetrasmettitore, mettiamo il connettore centrale della solita T, su un lato mettiamo lo stub e sull’altro un carico fittizio da 50 Ohm (anche una resistenza da 47 Ohm và bene).
    Con poca potenza (in caso di trasmettitore) cominciamo a trovare il punto in cui riscontriamo un ROS piatto: praticamente a 1 (se il RTX non ha ROSmetro interno naturalmente usatene uno esterno). Di solito questa curva piatta, all’inizio delle operazioni, si trova più in basso rispetto alla frequenza dei 20 metri perché il coassiale è più lungo. Tagliando lo stub di qualche centimetro alla volta lo riusciremo a portare in risonanza sulla banda dei 20 avendo una certezza discretamente elevata di portare, viceversa, la massima attenuazione sulla frequenza voluta.
    Il grafico sotto mostra il ROS (linea rossa) dello stub dei 20 a 14 MHz. Questo è piatto per una buona porzione di banda. La linea blu è il return loss.

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ID: 100878

    Se disponiamo, poi, di un secondo rtx o ricevitore che sia, possiamo controllare con l’S-meter la profondità dell’attenuazione dello stub trasmettendo sullo spettro della banda dei 40 e ricevendo sui 20 il battimento della seconda armonica attenuato dallo stub.

    Di seguito abbiamo una tabella dalla quale possiamo osservare gli stub più utilizzati:

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    Accoppiamenti di stub

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    Per aumentare l’attenuazione dei segnali indesiderati è possibile mettere in parallelo due stub lungo la linea di trasmissione.

    Vediamo subito come si comportano due stub ¼ d’onda in CC.

    L’accoppiamento di due stub deve essere effettuato con una certa cognizione, infatti, metterne due, uno immediatamente dopo l’altro, non restituisce l’effetto desiderato, aumenta sì l’attenuazione, ma non garantisce la massima efficienza. Un’altra credenza è quella che porre fra due stub di questa tipologia una sezione di cavo da ¼ d’onda sulla frequenza fondamentale, garantisca il massimo delle performance.
    Il discorso, purtroppo, non è semplice da affrontare, questo perché se da un lato con un’opportuna lunghezza del cavo di accoppiamento si ottimizza l’attenuazione sulla 2F (seconda armonica), dall’altro possiamo notare scarsi miglioramenti sulla 4F e via di seguito.

    Un altro discorso che bisogna affrontare, per ottenere i risultati desiderati, riguarda le tarature dei singoli stub. La massima attenuazione sarà ottenuta se i due stub saranno tagliati esattamente per la stessa frequenza; di solito, se le attenuazioni ricadono sulle stesse frequenze, a seconda della lunghezza del raccordo che unisce gli stub, possiamo riscontrare un raddoppio dell’attenuazione sommato a circa 6 dB di attenuazione ulteriore.
    Quello che segue è il grafico di due stub ¼ d’onda per i 40 in CC, mostra l’attenuazione sulla 2F, ovvero i 20 metri.

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ID: 100869

    La connessione dei due stub è stata effettuata con uno spezzone di cavo da 1/6 d’onda. L’attenuazione a 14.170 è di circa 50 dB e non circa 60 come ci si aspetterebbe, questo perché i due stub non sono stati tagliati per la stessa frequenza ma per frequenze leggermente diverse. In questo modo è possibile, a discapito di un picco negativo meno marcato, coprire l’intera banda con un’attenuazione comunque notevole.
    Bisogna fare attenzione a non esagerare nel far risuonare i due stub su frequenze troppo diverse, questo potrebbe far comparire un raddoppio di picchi negativi lungo la banda da proteggere e un deterioramento delle prestazioni generali.
    La scelta di come tagliare i due stub dipende dall’utilizzo che ognuno ne vuole fare.

    La seguente tabella mostra le attenuazioni relative all’accoppiamento di due stub della tipologia ora trattata in base alla lunghezza del cavo di accoppiamento:

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ID: 100870

    Naturalmente i valori sono solo orientativi, danno il senso di quanto le attenuazioni varino in base alla lunghezza del cavo utilizzato per connettere i due stub

    Per quanto concerne invece gli stub aperti a ½ onda, le cose si semplificano notevolmente. Come abbiamo visto la volta scorsa, nella tabella dei rendimenti degli stub singoli, gli stub aperti hanno performance migliori a parità di tipologia di cavo e lunghezza rispetto a quelli in CC. Anche in questo caso l’accoppiamento di due stub ½ onda garantisce migliori prestazioni. Usando un cavo di accoppiamento lungo ¼ d’onda sulla sub armonica, otteniamo in generale il raddoppio dell’attenuazione più circa 6 dB ulteriori. Ad esempio, se creiamo un doppio stub che faccia passare i 20 ed attenuare i 40, la lunghezza del cavo di connessione deve essere di ¼ d’onda rispetto ai 40 metri e non ai 20.
    Anche in questo caso è possibile tarare i due stub su frequenze leggermente diverse per coprire l’intera banda.

    In entrambe i casi si procede con la taratura del primo stub singolarmente, poi si connette l’intero sistema e si tara il secondo stub.

    Di cose da dire sugli stub ce ne sarebbero ancora, ma il mio compito per ora si esaurisce qui. Rimango a disposizione sul forum, o anche via mail, per domande e suggerimenti.

    Grazie per l'attenzione.
    Ultima modifica di IK0VVE; 23-04-10, 15:08.
    73 de IK0VVE Max
    www.ik0vve.net

  • #2
    Re: Stub in cavo coassiale - 2°

    Ottimo Macssss.....
    http://my.meteonetwork.it/station/laz013/sticker-oriz1

    73s de Gianluca IK0XIH - 8Q7GL - IR0I - IQ0CI - IQ0RL

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    • #3
      Re: Stub in cavo coassiale - 2°

      Originariamente inviato da IK0VVE Visualizza il messaggio
      In questi giorni i lettori che avranno dato uno sguardo al mio precedente post, saranno andati probabilmente in giro per la rete in cerca di altre informazioni.
      ...
      Grazie ai link suggeriti da IK2XLS è possibile dare un’occhiata a misure e applicazioni degli stub.
      ...
      Di cose da dire sugli stub ce ne sarebbero ancora, ma il mio compito per ora si esaurisce qui. Rimango a disposizione sul forum, o anche via mail, per domande e suggerimenti.

      Grazie per l'attenzione.
      Ciao a tutti, preciso che il mio suffisso è XSL, non XLS, quelli sono i file Excel !!!
      Comunque, in uno dei link da me segnalati nel tuo post precedente (la prima puntata) uno riguarda l'attenuazione degli stub a seconda della distanza alla quale sono posizionati.
      Ciao, Marco - IK2XSL.

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      • #4
        Re: Stub in cavo coassiale - 2°

        Mi interessa sapere come conviene realizzare uno stub da lasciare fisso nei cavi di una monobanda per i 10 metri che è montata un metro sotto la yagi dei 6 metri. In pratica vorrei attenuare il segnale dei 6 metri per non lessare il front-end della radio HF, che ha già sofferto tanto di suo. Dite che funzionerebbe?

        Paolo I4EWH
        http://i4ewh.altervista.org

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        • #5
          Re: Stub in cavo coassiale - 2°

          Originariamente inviato da IK2XSL Visualizza il messaggio
          Ciao a tutti, preciso che il mio suffisso è XSL, non XLS, quelli sono i file Excel !!!
          ...
          Ciao, Marco - IK2XSL.
          Spiacente..!
          73 de IK0VVE Max
          www.ik0vve.net

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          • #6
            Re: Stub in cavo coassiale - 2°

            Originariamente inviato da i4ewh Visualizza il messaggio
            Mi interessa sapere come conviene realizzare uno stub da lasciare fisso nei cavi di una monobanda per i 10 metri che è montata un metro sotto la yagi dei 6 metri. In pratica vorrei attenuare il segnale dei 6 metri per non lessare il front-end della radio HF, che ha già sofferto tanto di suo. Dite che funzionerebbe?

            Paolo I4EWH
            Ciao Paolo,
            il problema principale della tua situazione è che le due bande in oggetto non cadono in relazione armonica, quindi con un semplice stub non è possibile fare quello che vorresti. Se l'antenna dei 10 fosse stata una per bande WARC sarebbe stato più semplice.

            A tal proposito esiste, però, una soluzione grazie all'utilizzo di due stub messi in parallelo, uno in corto e l'altro aperto; in pratica uno và ad attenuare la banda indesiderata mentre l'altro và a rifasare lo sfasamento che causa il primo sulla banda da far passare.

            Appena ho un pò di tempo vedrò di fare un paio di conti. Nel frattempo potresti provare con il filtro Passa Banda che ti ho suggerito la scorsa sera.

            Facci sapere.
            73 de IK0VVE Max
            www.ik0vve.net

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            • #7
              Re: Stub in cavo coassiale - 2°

              Originariamente inviato da i4ewh Visualizza il messaggio
              Mi interessa sapere come conviene realizzare uno stub da lasciare fisso nei cavi di una monobanda per i 10 metri che è montata un metro sotto la yagi dei 6 metri. In pratica vorrei attenuare il segnale dei 6 metri per non lessare il front-end della radio HF, che ha già sofferto tanto di suo. Dite che funzionerebbe?

              Paolo I4EWH
              Ciao Paolo, se guardi su uno dei link che ho indicato nel post della "prima puntata", uno riguarda le lunghezze degli stub per la riduzione delle armoniche di ordine dispari.
              In particolare, viene spiegato che uno stub serve per attenuare quello che ti serve, il secondo per compensare la reattanza introdotta dal primo alla frequenza della fondamentale.
              Con le relative misure, e tenendo presente la banda per cui era stato calcolato, non dovrebbe essere difficile scalarlo per le tue esigenze.
              Se non ricordo male, c'era da smanettare un attimo con la carta di Smith.
              Marco - IK2XSL.

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              • #8
                Re: Stub in cavo coassiale - 2°

                Max,
                complimenti per la trattazione, semplice ma allo stesso tempo precisa.
                Mi permetto solo di fare un'osservazione, sempre che non sia stata gia`fatta e non l'ho letta perche`ho sempre poco tempo a disposizione;
                Nell'articolo dici che, teoricamente, e`indifferente costruire uno stub terminato in aperto o in corto.
                Praticamente, pero`, ci sono delle differenze: quando lasciamo aperta una linea, la potenza a RF che arriva alla sua estremita` non viene riflessa totalmente, ma viene parzialmente irradiata. Questo fa si che il circuito aperto diventa sostanzialmente equivalente ad una resistenza di un valore difficilmente prevedibile.
                Per questo motivo, nella pratica usiamo solo linee chiuse su
                un'impedenza ben precisa.
                Nel caso dello stub, preferiamo realizzare un cortocircuito poiche`riusciamo ad approssimarlo molto bene ad un corto teorico.

                73'
                Alfredo

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                • #9
                  Re: Stub in cavo coassiale - 2°

                  Ciao Alfredo,

                  sono onorato per la tua osservazione, sicuramente ne sai molto più di me! HI
                  Tornando a noi, si è vero che uno stub aperto può irradiare minimamente, tant'è vero che dovrebbero essere utilizzati solo in ricezione, ma nei casi concreti di utilizzo radioamatoriale, dove le potenze in gioco, nella maggior parte dei casi, non sono elevate, questa irradiazione è abbastanza irrisoria.

                  Come avrai letto:"Tagliando il cavo a ½ onda troveremo che l’impedenza è uguale su tutti e due i capi, ovvero se lasciamo aperta la parte terminale l’impedenza sarà molto alta sia in ingresso che alla fine del cavo, al contrario, cortocircuitando il lato terminale, l’impedenza sarà molto bassa su ambedue i lati".

                  Inoltre, la vicinanza dei condutori nel cavo contribuisce a limitare ulteriormente l'effetto indesiderato.

                  E' un pò quello che succede per le antenne trappolate, l'impedenza della trappola sulla frequenza di risonanza risulta talmente alta da non far più "vedere" alla RF il resto dell'antenna (il tratto della banda più bassa in frequenza)

                  Il vantaggio reale di uno stub aperto è quello di poter annullare le sub armoniche e quindi favorire il lavoro di attenuazione che stà facendo un altro stub sulla radio vicina e sulla F/2.

                  Ci vediamo domani!
                  73 de IK0VVE Max
                  www.ik0vve.net

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                  • #10
                    Re: Stub in cavo coassiale - 2°

                    Ciao Max, 73. Sto tentando di tarare bene la morgain 40/80 da poco costruita. Dopo iniziali errori, per aver utilizzato un cavo di lunghezza casuale, mi sono documentato, e sono arrivato alla conclusione che per tarare almeno i 40 metri per bene occorre una lunghezza del cavo discesa di 1/2 onda. Pertanto mi accingo a preparare un cavo di rg 8 mini di 16,78 metri. Ho misurato il fattore di velocità reale con il rigexpert AA54, è 0,787793. E' abbastanza attendibile, ma arrotondiamo a 0,79 (viene venduto con f.vel. 0,80). Alla lunghezza del cavo sono arrivato così. 0,79 x 299792548 : 7100000 : 2
                    Fin qua ci sono, almeno credo. Ora mi chiedo, dato che la lunghezza del cavo discesa sarà circa la metà perché ho la stazione molto vicina, cioè proprio circa un quarto (1/4) d'onda, posso sfruttare la lunghezza del cavo, misurandolo perfettamente per la frequenza di 7200 khz, ed ottenere una attenuazione sopra la banda dei 40 metri? il cavo dell'antenna dipolo è da considerarsi aperto? oppure è inutile? è cosa rischio se il cavo è proprio 1/4 d'onda a centro banda, cioè 7100 khz, considerando che l'antenna non è mai perfettamente in risonanza a 50 ohm per tutta la banda.

                    Spero di essere stato chiaro, baso tutto sulla mia poca esperienza e base tecnica.
                    Ciro - Benevento

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                    • #11
                      Re: Stub in cavo coassiale - 2°

                      Ciao Ciro,

                      la lunghezza della linea influenza l'impedenza totale del sistema; leggendo questo precedente post noterai che si parla di lunghezza della linea non di stub.

                      Gli stub, in questo caso, non sono applicati in serie alla linea di alimentazione dell'antenna (come potrebbe accadere per adattare l'impedenza di una loop monoelemento con un pezzo da 1/4lambda*FV da 75 ohm interposto prima dell'alimentazione dell'antenna) ma sono applicati con delle T alla linea stessa. Questo fa in modo che la linea reagisca alle applicazioni di questi sistemi RLC in base alla frequenza di taglio aumentando o meno l'impedenza del sistema in base alla F e multipli (o sottomultipli) della stessa e di conseguenza attenuando o meno alcune frequenze. Possono essere invisibili per una certa banda come possono essere altrettanto importanti nell'innalzare l'impedenza della linea per non far passare (o almeno provarci) i segnali indesiderati.

                      Perciò variando la lunghezza del cavo di alimentazione, avrai solo un cambiamento di adattamento di impedenza generale, potresti anche non avere 50 Ohm da nessuna parte in base al sistema antenna-linea utilizzato.

                      Per questo motivo le antenne andrebbero tarate nel punto esatto di alimentazione senza cavo di discesa.

                      Se ipoteticamente avessimo il carico (antenna) di esatti 50 Ohm la linea potrebbe essere qualunque lunghezza.

                      Quindi in merito alle domande che fai, l'attenuazione fuori banda è in proporzione al disadattamento che avrai in stazione (non sarà comunque moltissimo)

                      Il cavo dell'antenna è chiuso su un circuito RLC serie anche se a prima vista il dipolo sembra "aperto".

                      Se la linea si aggira sul 1/4 d'onda potrebbe anche accadere che il ROS sia accettabile...

                      Spero abbia contribuito a darti qualche delucidazione in merito.
                      Sei hai domande non esitare
                      Forse però sarebbe meglio aprire un altro thread.
                      73 de IK0VVE Max
                      www.ik0vve.net

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                      • #12
                        Re: Stub in cavo coassiale - 2°

                        ho visto il link al post riguardo le linee, grazie
                        hai contribuito molto a chiarirmi le idee

                        ciao
                        Ultima modifica di IW8ETD; 01-02-12, 09:29.
                        Ciro - Benevento

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