Ros , linee di trasmissioni e accordi .


Cosa accade tra trasmettitore e antenna ? Perche' un ros di 1.1 non significa che l'antenna sia del tutto efficiente ? 

Descrizione


Quando l'antenna viene alimentata , mediante una line di trasmissione (solitamente cavo coassiale ) , da un trasmettitore radio possono verificarsi due situazioni fondamentali :

1) L'impedenza dell'antenna ha un valore uguale a quello del cavo .

2) L'impedenza dell'antenna ha un valore diverso di quello del cavo .

Nel primo caso l'antenna è adattata al cavo e non ci saranno onde stazionarie (ros) mentre nel secondo caso ci saranno stazionarie perchè l'antenna non è adattata al cavo .

Ma cosa significa onde stazionarie ? Vediamo di spiegarlo in parole semplici .

Un'onda stazionaria o semplicemente ros è la composizione di due onde progressive : 

1) ONDA DIRETTA è quell'onda che si propaga dal trasmettitore all'antenna lungo la linea .

2) ONDA RIFLESSA è quell'onda che si propaga dall'antenna verso il trasmettitore a causa del disadattamento di impedenza .

Per approfondimenti sull'impedenza di antenna e suo disadattamento vi rimando al mio primo articolo http://www.grix.it/viewer.php?page=6420 .

A queste due onde si associano rispettivamente due potenze :

1) POTENZA DIRETTA espressa in watt rilasciata dal trasmettitore all'antenna mediante linea .

2) POTENZA RIFLESSA anch'essa espressa in Watt ed è quella parte di potenza diretta che torna lungo il trasmettitore, tramite la stessa linea , e non dissipata dall'impedenza dell'antenna perchè disadattata . Più e alto questo valore più si ha la probabilità di bruciare i finali di trasmissione !

Il rapporto tra l'impedenza dell'antenna e quella del cavo ci dà come risultato il ROS (Rapporto Onde Stazionarie) e un valore di 1.1 significa che il valore d'impedenza dell'antenna è uguale al valore d'impedenza del cavo e quindi c'è la condizione di perfetto adattamento .

Di solito nei trasmettitori radio tale impedenze sono di 50 Ohm quindi se supponiamo che l'antenna abbia un'impedenza di 25 Ohm o di 100 Ohm e il cavo 50 Ohm il rapporto onde stazionarie sarà di 1.2 . 

Lo strumento che misura il Ros prende il nome di rosmetro e viene posto tra trasmettitore linea e antenna .

Se la nostra line di trasmissione è costituita da un cavo coassiale di 50 Ohm non possiamo tralasciare che quest'ultimo  ha delle perdite misurate in db che causa un errore nella corretta rilevazione del Ros . Ogni cavo ha nelle sue caratteristiche specificate dal costruttore la perdita in db in base alla frequenza di utilizzo e ai metri utilizzati . 

 

Se per esempio abbiamo un cavo che ha una perdita di 4 db , il valore di ros effettivo tra 1:1 e 1:3 verranno compressi tra i valori di 1:1 e 1:1,5 questo perchè si verifica un fenomeno chiamato " compressione del Ros"  ingannando la misura e facendo credere di avere ros basso. Ed ecco perchè si cerca di tarare l'antenna , commerciale o autocostruita , proprio sotto la sua installazione servendosi di un piccolo spezzone di cavo con perdite trascurabili . Io utilizzavo questo strumento :

 

e devo dire che per quello che è costato svolge egregiamente il suo lavoro .

E' solito impiegare una lunghezza di cavo calcolata ossia tagliata ad una lunghezza paria a mezz'onda stazionaria o elettrica della frequenza di risonanza in modo da avere un'impedenza rilevata al suo ingresso identica a quella presentata dall'antenna . Il fenomeno si ripete anche per grandezze multiple di mezz' onda in virtù della caratteristica periodica dell'onda . Solo in questo modo si ha l'opportunità di "vedere" all'ingresso del cavo ciò che succede all'uscita di esso e cioè ai capi dell'impedenza di antenna e poter misurare l'esatto ros ponendo il rosmetro all'inizio della linea . La lunghezza di cavo si calcola con questa formula : m = 99:f  

m= lunghezza in metri            f= frequenza in Mhz

Il risultato ottenuto va moltiplicato per 1,2,3,4,5 ecc ecc fino ad ottenere quella lunghezza utile a collegare l'antenna con il trasmettitore . Questa formula vale per i cavi tipo RG (versioni 8,11,58,213 ecc.ecc che sono i più comuni ) e tiene conto del fattore velocità di 0,66 . Un discorso più approfondito può essere fatto in un ulteriore tutorial per quanto riguarda il fattore velocità ma in breve posso dire che il segnale lungo il cavo non si propaga alla stessa maniera , dipende dal tipo di cavo e nella versione RG di solito è di 0.66 (vedi tabella sopra) .

Facciamo un esempio :

Frequenza CB di 27,185 Mhz il cavo potrà essere di 10.92m oppure 14.56m oppure 18.20m ecc ecc .

Molti sono i tipi di cavo , ognuno di essi  presenta purtroppo perdite in base alla frequenza di utilizzo e lunghezza .Ma ci sono tipi di cavo detta bifilare (o scaletta) che presenta perdite molto contenute e sono utilizzate da molti radioamatori sparsi per il globo .

Ok giunti a questo punto vediamo come in molti risolvono il problema di alto ros senza intervenire fisicamente sulla linea e/o antenna . Lo strumento nella foto : 

viene chiamato accordatore di antenna . Il suo utilizzo è semplicissimo adatta l'impedenza d'uscita del trasmettitore con la componente antenna/cavo ma attenzione non elimina le onde stazionarie . Quindi se non è in grado di abbassare il ros a che puo servire simile aggeggio ?

Bhe !  prima di tutto il suo utilizzo ci permetterà di adattare l'impedenza di ingresso della linea di alimentazione all'impedenza di uscita del trasmettitore e avere così il massimo trasferimento di potenza verso la linea .  Poi ci permetterà di riutilizzare meglio la potenza riflessa "ributtandolo" verso il carico ( antenna) aumentando considerevolmente il rendimento globale dell'impianto d'antenna . Tale ritorno di potenza entrerà perfettamente in fase con l'onda diretta la cui somma prende il nome di potenza incidente . In molti pensano erroneamente che la potenza riflessa viene persa invece viene riutilizzata !! 

Bene ,  a questo punto possiamo ben capire che l'efficienza di una antenna dipende molto dalla qualità della linea e dell'accordatore utilizzato più di quanto lo possa essere un basso valore di Ros . Un Ros di 1:2,5 potrebbe comportare un rendimento uguale al caso di un Ros 1:1,1 e anche maggiore se questo 1:1,1 fosse dovuto a malfunzionamenti del sistema irradiante .

Quindi basso Ros non potrà mai fornire informazioni corrette sull'efficienza di tutto l'impianto , ricordatelo .

Grazie per la lettura , saluti . IW8EFO .


Stampa