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Premessa
  
Dipolo_1/4_Lambda
  
Dipolo_5/8_Lambda 
   
Yagi
   Yagi 3el. 868.350MHz 
   Design e analisi

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Antenne


  Premessa

 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

 yagi 3 elementi

  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 :

 Download Yagi PDF Piano costruttivo YAGI 868 3 elementi

 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.

 Vertical Plane


Horizontal Plane


  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]
Download

  4NEC2 Potente frontend
  completo di analizzatore e
  editor basato sul software d'analisi NEC2                                                         4NEC2 [1291KB]
Download 

   




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