Nello sviluppo del ProtoMeter ver. 2.0 ho
scelto, consigliato da un amico, di testare dei moduli RTX che operano
nella banda UHF degli 868.350MHz pianificata dal ministero
italiano per operare a corto raggio e con trasmissioni con
duty-cycle temporali del 100% a differenza della banda 433MHz
dove invece e' consentito un duty cycle del 10%.
In questo modo e' possibile creare burst di trasmissione di
dati di telemetria che possono essere molto vicini al RT
(Real-time). A questo punto e' pero' necessario operare con
antenne che permettano il massimo sfuttamento della potenza
disponibile.
Ricordo che per calcolare la lunghezza d'onda in metri e' possibile ricorrere alla seguente formula:
Londa [m] = vluce / ffrequenza
che e' semplificabile nella seguente relazione per il calcolo di frequenze espresse in MHz:
Londa [m] = 300 / ffrequenza[MHz]
che nel caso degli 868.350MHz corrisponde ad una lunghezza d'onda L pari a 0.345m -> 34.5cm.
L e' anche nominata (lambda) .
Ricordo inoltre che e' molto importante conoscere per i vari tipi
di antenne oltre che alla geometria delle stesse anche il cosidetto
lobo di irradiazione e cioe' la forma con cui queste antenne irradiano,
di solito questo si distingue per lobo su piano verticale e orizzontale
con riferimento alla geometria dell'antenna. Dipolo 1/4 Lambda
Il primo punto di partenza per tutte le prove
e' il solito dipolo a "1/4 d'onda" che e' la soluzione piu' semplice e
funzionale per testare il buon funzionamento dei moduli e
dei protocolli che si utilizzano per il trasporto del dati.
Infatti questo tipo di antenna di facile costruzione, permette di
avere una omnidirezionalita' perfetta per far si che in ogni
situazione spaziale di posizionamento si possano ricevere i dati.
Il dipolo a 1/4 lambda = L /4 = 34.5 /4 = 8.625cm
Dipolo 5/8 Lambda
Una volta che con il dipolo 1/4 lambda allora
si procede testando le funzionalita' di porta e per estendere la stessa
si fa ricorso a antenne piu' lunghe o con geometrie diverse. Ecco
che il primo passo per avere un guadagno di circa 3dB teorico e'
quello di adottare uno stilo piu' lungo in questo caso 5/8 della
lunghezza d'onda lambda.
Il dipolo a 5/8 lambda = L / 8 * 5 = 34.5 / 8 * 5 = 21.56cm
Come vedete e' piu' lungo del doppio del
dipolo a lambda/4 e permette gia' un raddoppio di potenza ricevuta,
anche se in via teorica.
Yagi
E'
l'antenna direttiva piu' diffusa e che molti di noi riconosco guardano
sopra i tetti delle case.E' una particolare struttura formata da una
serie di dipoli appaiati e tutti giacenti su un piano che se disposti
secondo certe regole permettono di ottenere dei lobi di irradiazione
formati che hanno come caratteristica quella di dirigere gran parte
delle energie irradiate lungo certe "DIRETTIVE" spaziali ecco perche'
vengono comunemente chiamate antenne direttive.
Questa antenna e' dormata da un RIFLETTORE, un DIPOLO , ed un certo
numero di DIRETTORI che ne aumentando la direzionalita' al crescere del
numero.
Qui di seguito trovate il progetto per costruire una direttiva Yagi 3 elementi e tutto cio che serve per capirne funzionamento .
Yagi 3 elementi 868.350MHz
Qui
sopra potete vedere la mia realizzazione della antenna yagi che sto
testando per effettuare le prove di portata per i trasferimenti
Telemetrici sulla frequanza dei 868.350MHz la costruzione e' molto
semplice, e potete trovare tutte le informazioni su questo file che vi
servira' come piano di montaggio :
Ho scelto per come materiali del semplice alluminio da 2mm per
realizzare gli stili e come BOOM (il sostegno per gli stili) del
tubo in plastica diametro 20mm di quelli che si usavano una volta per
gli impianti elettrici.
Il design del dipolo e' stato poi scelto in versione a dipolo
ripiegato che permetta una maggiore robustezza e la possibilita
di collegare in modo semplice il cavo schermato e l'apposito accordo a
stub.
Foto della Realizzazione finale.
Riporto poi qui di seguito i diagrammi in polarizzazione
veritcale e orizzontale dell'antenna come da analisi effettuata
con il potente software NEC.
Design e Analisi
Qui di seguito trovate alcuni
programmi di utilizzo FREEWARE che permettono di effettuare la
progettazione e costruzione di antenne YAGI su qualsiasi banda di
frequenza.
Designer YAGI by VK5DJ
Yagisetup [571KB] 4NEC2 Potente frontend
completo di analizzatore e
editor basato sul software d'analisi NEC2
4NEC2 [1291KB]
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