Verifica analitica risonanza bobine Hygain

[i3mu]

Mi appello al vostro spirito critico per verificare la correttezza del ragionamento e
del processo di calcolo della frequenza di risonanza di una bobina
di tipo HyGain, ottenuta per via analitica.

Il mio carissimo amico Giorgio IV3CIS ha aperto, fotografato e quotato
una bobina HyGain per i 10M

(Vedi allegato#1) per una visione d'assieme

penso che sappiate come fisicamente sono fatte questo tipo di bobine
comunque il tubo principale viene interrotto da una sezione isolante,
sulla quale viene avvolta l'induttanza.

La bobina viene sormontata da un tubo esterno di diametro maggiore
che ha il primo estremo solidale con il tubo di Al e con l'inizio della bobina
e costituisce un'armatura di un condensatore cilindrico.

l'altra armatura è il pezzo di tubo che continua dal secondo estremo
della bobina e ricoperto dal tubo sovrastante, nel nostro caso
è un condensatore cilindrico con :

d1=22,8mm (tubo interno)
d2=39,6mm (tubo esterno)
L=115mm (sovrapposizione dei tubi)

da facili calcoli ne risulta una capacità di 11,58 pF
(vedi allegato#2)

Il calcolo dell'induttanza è molto facile, IV3CIS ha un induttanzimetro
e ha detto che dovrebbe essere 2,2 uH

ma io mi fido della mia formula di Nagaoka
dati della bobina:

d=22,7mm
L=54mm
Nr.Spire = 17

ed ottengo 2,28 uH (non male )
(vedi allegato#3)

Ora mi domando con una induttanza di 2,2uH quanto dovrà essere
la capacità per avere una risonanza a 28,650Mhz ?
il risultato è 14pF

il mio condensatore cilindrico era di 11,58pF
2pF di capacità tra le spire della bobina e sempre il tubo esterno
si possono dare , quindi raggiungiamo 11,58+2=13,58pF praticamente 14pF

A dire il vero ci sarebbe anche il contributo degli anelli che costituiscono
un dielettrico, che sia PTFE ?

Una cosa comoda in queste bobine è che si può traslare in avanti ed
indietro il tubo esterno aumentando o diminuendo la capacità derivata,
facilitando una taratura fine.

Forza con le critiche e le osservazioni
Alle volte sommando gli errori e partendo da presupposti errati si giunge
a risultati plausibili.

Una rondine non fa primavera, se qualcuno di voi ha una bobina
HyGain diversa dai 10M, e la può aprire e quotare come da allegato#1
si potrebbe tagliare la testa al povero toro.


Una verifica analoga è stata fatta anche su bobine di tipo Mosley
che sono un po diverse e normalmente sono doppie.
Anche in quel caso i risultati sono compatibili con le aspettativa.

Saluti

Sergio i3MU

[IZ0IEN]

Re: Verifica analitica risonanza bobine Hygain

Mi appello al vostro spirito critico per verificare la correttezza del ragionamento e
del processo di calcolo della frequenza di risonanza di una bobina
di tipo HyGain, ottenuta per via analitica.

Caro Sergio,

rispondo alla tua domanda solo per segnalarti che il 31 gennaio di quest'anno, sul gruppo rec.radio.amateur.antenna, Antonio Vernucci I0JX ha posto un'interessante domanda riguardo le trappole delle antenne multibanda. Ho imparato il motivo per il quale una trappola non può essere "girata", pur essendo un circuito LC che *all'apparenza* è un bipolo, senza componenti attivi, e quindi sempre all'apparenza tranquillamente scambiabile come verso nell'uno o nell'altro senso.

Il thread completo è qui : http://groups.google.com/group/rec.r...20b5aad6132df0

avrei piacere se anche Antonio potesse intervenire in questa discussione, essendo una persona a mio avviso preparatissima, passerei volentieri più di qualche giornata con lui per farmi una bella chiacchierata su tantissimi argomenti Nella speranza che legga, intanto ti faccio i miei complimenti per l'analisi molto dettagliata e chiarissima.

Vy 73 de Cristiano IZ0IEN

[i3mu]

Re: Verifica analitica risonanza bobine Hygain

Grazie per la segnalazione, magari potessi ottenere un consulto con I0JX.
Lui ha lavorato una vita nel settore, non come me che ho svolazzato
a destra e a manca occupandomi di cose che nulla avevano a che fare
con l'elettronica e la radiotecnica (ma si deve pur mangiare) ora sto cercando
di recuperare il tempo perduto, ma ho una forte freccia nel mio arco,
il tempo di un pensionato!!!

Comunque per quanto riguarda le reversibilità delle trappole tipo Mosley
è una cosa senza senso, visto che sono praticamente sempre doppie
ad eccezione della non più prodotta TA36 e delle estensioni delle tribanda
per i 40M che sono esattamente come la verticale RV4C, da una parte
c'è la bobina risonante sui 20M dall'altro lato della trappola c'è semplicemente
una spire o meglio un link di accoppiamento, come i link nei filtri a cavità.

Per le trappole tipo HyGain sono trappole mono frequenza e sarebbe veramente
da sciocchi metterle alla rovescia, il condensatore va verso la punta dell'antenna,
come da foto nel precedente post. A senso posso pensare che non sono
circuiti a costanti concentrate ma distribuite.

Un discorso dubbio è nel caso delle bobine in cavo coassiale:

Chi dice che bisogna sempre metterle con il terminale (calza all'interno)
per me si possono mettere in entrambi i versi, a meno che non abbia una
serie di bobine coax in cascata, per cui se scelgo una convenzione
userò la medesima convenzione per tutte le bobine.

Se decido di mettere il terminale calza all'interno (verso il punto di alimentazione)
allora tutte le bobine coax seguiranno questa convenzione.

A me piacciono le simmetrie, seguo le regole auree del Fibonacci !
Non avendo mai avuto problemi non ho mai riflettuto sulla possibilità di fare
un miscuglio.

Ti chiederei un favore perché non fai una spremuta della lunga discussione
di JX ? in fondo si usano fiumi di parole ma i concetti fondamentali si devono
poter esprimere con meno di 100 parole.

Spero di non annoiarvi con queste chiacchiere

Sergio i3MU

[IZ0IEN]

Re: Verifica analitica risonanza bobine Hygain

Ti chiederei un favore perché non fai una spremuta della lunga discussione
di JX ? in fondo si usano fiumi di parole ma i concetti fondamentali si devono
poter esprimere con meno di 100 parole.

/mode spremuta on: nel caso una trappola sia contenuta in un materiale conduttivo che fa parte elettricamente dell'elemento radiante, si genera una corrente di modo comune distribuita su tutto l'elemento che fa si che non possiamo più considerarlo un circuito a costanti concentrate, ma distribuite.

42 parole mi sembra

dalla quale spremuta *derivo* la seguente asserzione:
una trappola non è in realtà un bipolo ma un tripolo per la presenza di correnti di modo comune riferite a RF ground e capacità parassite, quindi non può essere invertita.

Sottolineo il *derivo* in quanto è una mia deduzione che suppongo giusta ma non ho potuto mai confrontarla con nessuno, non mi andava di disturbare Antonio per sciocchezze simili e poi mi è passata

Cristiano IZ0IEN

[i3mu]

Re: Verifica analitica risonanza bobine Hygain

Grazie infinite IZ0IEN adesso che ho centrato il nocciolo
passo all'approfondimento.

Cito me stesso:
Per le trappole tipo HyGain sono trappole mono frequenza e sarebbe veramente
da sciocchi metterle alla rovescia, il condensatore va verso la punta dell'antenna,
come da foto nel precedente post. A senso posso pensare che non sono
circuiti a costanti concentrate ma distribuite.


Questa è l'ennesima comprova che come dico scherzando, ma non troppo, sono un "paragnosta"
ti giuro che ero andato al link che mi hai indicato, ho visto che la
discussione era fitta fitta botta e risposta, non me la son sentito
di tuffarmi subito nella lettura, riservandomi questo piacere ad un immediato
futuro.

L'argomento dibattuto è veramente "fine" io non desidero scendere "so deep" mi accontenterei
di capire le cose che aveva capito Mosley quando più di 40 anni fa ha concepito le sue trappole
e sicuramente ignorava le correnti di modo comune.

sentiti ringraziamenti

Sergio i3MU

[IZ5CML]

Re: Verifica analitica risonanza bobine Hygain

Complimenti ad entrambi, discussione davvero interessante, oserei dire accademica !

[ik2bcp]

Re: Verifica analitica risonanza bobine Hygain

Ho letto velocemente il thread di I0JX, e se non ho capito male, si trattava di trappola bibanda, ovvero due trappole in serie, che, ovviamente non può essere montata girata...
Stesso discorso per la trappola Hy-Gain, che non può essere montata girata perché non è simmetrica ed il tubo di alluminio non allungherebbe più la sezione per la frequenza superiore (sotto) ma la sezione per la frequenza inferiore (sopra); se, teoricamente, la trappola fosse completamente simmetrica, con il tubo diviso in due parti uguali, il verso non avrebbe importanza.
73 de Guido, ik2bcp

P.S. Sergio, il tuo ragionamento ed il tuo calcolo a me sembrano corretti ed esatti.

[i3mu]

Re: Verifica analitica risonanza bobine Hygain

Gentili colleghi

Constato che l'argomento "trappole" non suscita in voi alcun interesse,
se non una risposta di cortesia ed una formale.

Forse ho iniziato male il post di apertura. Mi spiego meglio: il mio
interesse non è di verificare se io sappia o non sappia fare i conti,
questi sono conti della "serva" alla portata di tutti, personalmente
me la cavo più che decorosamente anche con conti un po più complessi.

Quando apro un argomento, su questo sono normalmente già
informato, non chiedo per avere la soluzione sul piatto, ma
per avere un confronto, scambiare idee, oppure, semplicemente,
qualcuno conosce una fonte autorevole, che lo tratta.

Il vero scopo era di affrontare l'argomento trappole in un modo
un po più approfondito. L'argomento, sebbene non difficilissimo,
è tutt'altro che banale e più lo approfondisco più si aprono
interrogativi.

E' chiaro che non mi accontento di una conoscenza superficiale.

Io tiro avanti per la mia strada e ringrazio tutti.


Sergio i3MU

[IZ5CML]

Re: Verifica analitica risonanza bobine Hygain

Credo, Sergio, che il tuo livello di conoscenza dell'argomento, sia più alto di chi potrebbe intervenire qui, ed allora, per forza di cose, il 3D "langue", succede spesso quando qualcuno ha un livello più alto della media, o lui stesso propone, alimenta la discussione, magari con altre cose acquisite dall'ultimo intervento, oppure non è facile controbattere, almeno che non lo si faccia per "dire qlc".

Inoltre, un pò per un motivo, un pò per un altro, soprattutto nell'autocostruzioni, vedo tanti OM orientarsi verso antenne fullsize, per semplicità, per presunta o reale superiorità etc. e quindi forse, l'argomento, prende meno rispetto a qlc anno fà, difatto anche nel commerciale non vengono più progetate antenne trappolate, o almeno non come le intendiamo noi.
Ovviamente ciò non significa che l'argomento non sia interessante, al contrario, la mia è solo, forse, una piccola spiegazione degli eventi, per quanto mi riguarda, non ho una conoscenza di elettrotecnica e fisica tale da poter disquisire, purtroppo, e quindi mi sono limitato a leggere e provare a comprendere.

Se vorrai ancora aggiungere qlc alle tue conoscenze/esperienze, sicuramente farai piacere a molti, sia che rispondano o meno !

Per quanto riguarda JX, mah.. proviamo a chiedere e vediamo cosa dice.

[IK7JWY]

Re: Verifica analitica risonanza bobine Hygain

Gentili colleghi
Constato che l'argomento "trappole" non suscita in voi alcun interesse,
se non una risposta di cortesia ed una formale.

Ciao Sergio,
sinceramente, per quanto mi riguarda, in effetti le trappole non sono tra le cose che più mi interessano. Ciò non significa, però, che non abbia letto con interesse tutto ciò che hai scritto in merito. E come me, credo molti altri qui su HRW abbiano letto con interesse.
Leggendo il tuo post iniziale, tutto mi è sembrato quadrare e onestamente non ho trovato alcunchè da ridire o da discutere. Forse avrei potuto rispondere solo per dire che concordo, ma mi è sembrato superfluo e comunque non avrebbe aggiunto nulla ai contenuti della discussione.
Non so se si possa approfondire ulteriormente l'argomento, oltre quanto hai già fatto tu. Mi pare che il funzionamento delle trappole sia quello da te illustrato. Quella frazione di capacità apparentemente mancante nei calcoli credo sia ascrivibile proprio all'interazione bobina-tubo esterno.
In passato ho usato una sola antenna trappolata, la X7 della Cushcraft , una volta aprii le trappole per pulirle e ricordo che erano fatte allo stesso modo, più o meno.
Ciao

[i3mu]

Re: Verifica analitica risonanza bobine Hygain

IZ5CML grazie per la risposta, vedi il motivo per cui ho
postato questo argomento su questo forum e non in altri
in cui saltuariamente scrivo (se ho voglia e se la domanda è sensata)
è perché so che qui ci sono dei bravissimi colleghi con i quali
si potrebbe intavolare un discorso, in un modo non obbligatoriamente
leggero come sei invece costretto, pena perdersi tutti per strada.

E' vero e non è vero che le trappole siano passate di moda, se escludiamo
i fortunati che possono permettersi antenne Yagi monobanda o uno
di quei stani accrocchi di Yagi interlacciate, che tanto piacciono oppure
le dinamiche, in tutte le filari e verticali multi banda ce l'hai ancora
ben presenti.

Per stuzzicare l'appetito sugli aspetti che sto sondando in breve sono
questi.

1- quale è la frequenza ottimale di risonanza di una trappola di blocco
inizio-medio o fine banda

2- scelta una frequenza si può realizzare un circuito risonante parallelo
con una grande combinazione di L e C, qual' è la combinazione di L e C
migliore ?, veramente questo non è così semplice e fisso, è diverso
che scegliere L e C opportuni per fare un oscillatore.

3- quando una trappola è in risonanza costituisce un aperto per la restante
antenna, ma quando non è in risonanza abbiamo due reattanze una Xl che
allunga ed un Xc che accorcia. Quale sarà la reattanza equivalente
(che non è il parallelo) la quale compenserà il pezzo di antenna che tolgo ?

Qualche volta si scelgono valori di C ed L in modo che C abbia una reattanza
trascurabile alla frequenza di funzionamento altre volte no.

Ho tanto l'impressione che molte risposte si possano ottenere non
per via analitica ma solo per via sperimentale o esaminando con cura
quello che gli altri hanno già fatto, cosa che in parte sto già facendo.

Scrivendo mi è venuto in mente un metodo indiretto che potrebbe
aiutarmi, simulando con MMANA, deduttivamente se ne potrebbe
cavar qualcosa.

Gran parte sono questioni di "sfizio", ma è mia natura prendere un argomento
e strapazzarlo fino al suo cedimento.

Ho cercato sul web non ho trovato nulla che non sia un semplice
volo d'angelo sull'argomento e questo mi sembra strano.

Va bene scusatemi, nessuna preoccupazione presto o tardi avrò
soddisfazione io non ho fretta. Quando avrò raggiunto una conoscenza
che riterrò accettabile, vi renderò partecipe. Anche se oggi non serve
domani non si sa....

Vi saluto tutti

Sergio i3MU

[ik2bcp]

Re: Verifica analitica risonanza bobine Hygain

Ciao Sergio,
mi spiace non aver compreso il tuo messaggio iniziale ed aver risposto in modo formale (penso ti riferissi a me).
Vediamo se riesco a scrivere qualcosa di più interessante

1- quale è la frequenza ottimale di risonanza di una trappola di blocco
inizio-medio o fine banda

A differenza di quello che si potrebbe pensare, la frequenza dev'essere fuori dalla banda di utilizzo, perchè le perdite maggiori si hanno proprio quando la frequenza di risonanza coincide con la frequenza che si deve bloccare.
Teoricamente, per avere le minori perdite possibili, nel caso di una antenna bibanda, dovrebbe essere ad una frequenza vicina alla media geometrica delle due frequenze (es. 17,2 MHz per una bibanda 20m e 15m).
Al riguardo, allego una scansione di un interessantissimo articolo di W0JF su Ham Radio di Agosto 1987 (scusate la scarsa qualità, ma non ho la rivista e l'ho trovato così).

2- scelta una frequenza si può realizzare un circuito risonante parallelo
con una grande combinazione di L e C, qual' è la combinazione di L e C
migliore ?

Non c'è una combinazione ottimale, ma bisogna scegliere un compromesso, tenendo conto che, con una capacità troppo grande ed un'induttanza troppo piccola, ci saranno maggiori perdite alla frequenza più alta, mentre con una capacità troppo piccola ed un'induttanza troppo grande, ci saranno maggiori perdite alla frequenza più bassa.
Consiglio di leggere pagina 130 e 131 di "HF Antennas for all locations" di Les Moxon, un libro non molto noto, ma che consiglio vivamente.

3- quando una trappola è in risonanza costituisce un aperto per la restante
antenna, ma quando non è in risonanza abbiamo due reattanze una Xl che
allunga ed un Xc che accorcia. Quale sarà la reattanza equivalente
(che non è il parallelo) la quale compenserà il pezzo di antenna che tolgo ?

A meno che non abbia capito cosa intendi, la reattanza non è altro che la risultatnte de parallelo di reattanze, secondo la nota formuletta:
Xtot = -Xl x Xc / (Xl - Xc)

Spero di avere contribuito un pochino di più
73 de Guido, ik2bcp

[i3mu]

Re: Verifica analitica risonanza bobine Hygain

IK2BCP

Ti ringrazio per gli articolati commenti.
Hai confermato quelli che erano già i miei sospetti.

Da quando ho scritto il messaggio d'apertura ad oggi
sono andato avanti ed ho fatto qualche progresso, ma più
so è più mi rendo conto di non sapere ( ho scomodato Socrate)

Mi sembra che nel progetto delle trappole ci siano
molte possibilità, un problema con molte possibili soluzioni
e molto sia affidato nel prova e vedi come viene.

Certamente una Xc accorcia elettricamente
un'antenna una Xl la allunga..........

Stavo continuando ad elucubrare...ma ho cancellato
il resto del messaggio. Non voglio tediare possibili lettori.

La mia frase " un commento formale " è un riferimento
assolutamente neutro, nessun riferimento personale,
anzi ringrazio tutti coloro che hanno avuto l'amabilità
di rispondermi.

Ma mi sono reso conto da solo che queste discussioni
di tipo "barbino" non sono adatte a farsi su di un Forum,
ma molto meglio in un salotto dove l'immediatezza
della comunicazione verbale supera di gran lunga
una noiosissima dissertazione scritta.

Vi ringrazio tutti

Sergio i3MU

[ik2bcp]

Re: Verifica analitica risonanza bobine Hygain

Ma mi sono reso conto da solo che queste discussioni
di tipo "barbino" non sono adatte a farsi su di un Forum,
ma molto meglio in un salotto dove l'immediatezza
della comunicazione verbale supera di gran lunga
una noiosissima dissertazione scritta.

Sicuramente, quattro chiacchiere de visu (magari, davanti ad una grappetta, un whisketto o un cognachino ) rendono la discussione molto più dinamica, ma scripta manent e poi, c'è anche il tempo per dare una rinfrescata ai concetti (sono andato a cercare e rileggere il documento che ho allegato), visto che la memoria non è più quella dei venta'anni (e neanche dei 30)...
73 de Guido, ik2bcp