I dipoli, lunghezze e misure
Il dipolo Hertziano è una delle più semplici antenne che si possano costruire, ed al tempo stesso ha una buona efficienza. Qualsiasi radioamatore o radioascoltatore SWL avrà almeno una volta costruito un dipolo.
Idealmente il dipolo è composto da 2 bracci, due spezzoni di cavo elettrico di lunghezza specifica (multipli della lunghezza d’onda su cui risuona), uno collegato con il polo caldo ed uno con la calza del cavo coassiale, nel caso in cui lo si alimenta con una linea di trasmissione sbilanciata; altrimenti se lo si alimenta con una linea bilanciata, ogni braccio sarà collegato ad un conduttore di alimentazione. Le braccia del dipolo possono essere disposte in parallelo rispetto al piano orizzontale (dipolo aperto), a V invertita (dipolo a V invertita), oppure un conduttore non interrotto che parte da un polo, si ripiega e si conclude sul secondo polo (dipolo ripiegato). In realtà però dobbiamo tener in considerazione le varie impedenze, ossia impedenza della radio, del cavo coassiale e del dipolo stesso. L’impedenza della radio è standardizzata a 50 Ohm per i ricetrasmettitori e 75 Ohm per i ricevitori, il cavo coassiale quindi deve avere la medesima impedenza; sono stati scelti questi valori proprio perché le impedenze dei dipoli mezz’onda “ideali” variano tra i 50Ω ed i 75Ω, bisogna poi tener conto dell’altezza rispetto al suolo, eventuali ostacoli, ed una serie di altre variabili, che variano appunto l’impedenza; altre configurazioni di dipoli possono avere impedenze sull’ordine dei 600Ω, fino ad arrivare a casi estremi in cui l’impedenza arriva ad essere di migliaia di Ohm.
Immaginiamo la radio come una pompa d’acqua, il cavo coassiale come un tubo, e l’antenna come un irrigatore; il segnale radio sarebbe quindi l’acqua che deve spruzzata il più lontano possibile. Se la sezione del tubo è diversa da quella della pompa e dell’irrigatore, ci saranno senz’altro perdite d’acqua, che non arriverà poi cosi lontano. Tornando a noi, il segnale radio deve essere generato dalla radio, trasportato dal la linea di trasmissione (cavo coassiale ad esempio) fino alla radio, se le impedenze sono diverse, ci saranno delle perdite di potenza trasmessa ed una variazione del lobo di radiazione. Per adattare queste impedenze, in particolare l’impedenza del dipolo alla linea di trasmissione si usano dei trasformatori di impedenza detti BALUN con specifici rapporti di trasformazione, (BALanced-UNbalanced il dipolo simmetrico è bilanciato, il cavo coassiale asimmetrico è sbilanciato). Il rapporto di trasformazione è il rapporto tra l’impedenza del dipolo e quella della linea di trasmissione; ad esempio un dipolo con impedenza di 200Ω viene adattato ad un cavo coassiale di impedenza 50Ω tramite un BALUN 4:1.
Esistono diversi tipi di dipoli, si classificano intanto per la lunghezza d’onda su cui risuonano: 1/2 onda, 1/4 d’onda, 2 onde, ecc.
In oltre esistono dipoli multibanda che risuonano su una frequenza ad 1/4 d’inda e su un altra (multipla) 1/2 onda, e trappolati che funzionano su varie frequenze, grazie a delle trappole per radiofrequenza che “bloccano” la R.F. e assumono una lunghezza elettrica diversa da quella fisica in base a come risuonano le trappole. Dipoli multibanda possono avere anche 2 o più coppie di bracci, vengono detti anche “a farfalla”.
Il dipolo può essere posto in orizzontale o verticale, la sua polarizzazione sarà in funzione del suo posizionamento. Esso irradierà un onda diretta lungo il suo asse perpendicolare.
Calcolo lunghezza dipolo
La misura del dipolo si ottiene con un semplice calcolo (tipica domanda da esame per la patente da radioamatore): ossia si divide il valore della velocità propagativa del mezzo, in questo caso il segnale elettrico si propaga alla velocità della luce, per la frequenza di lavoro; facendo attenzione alle unità di misura, ossia la velocità della luce è espressa in Km/h, quindi la frequenza deve essere espressa in KHz. Un esempio rapido: 300000KM/s per la velocità della luce approssimata per eccesso DIVISO 145000KHz di frequenza, otterremo un risultato di circa 2, quindi banda dei 2 metri.
Per fare un calcolo preciso: dividete 299792,458 per la frequenza di lavoro in kHz, una volta ottenuta la lunghezza d’onda, dividerla nuovamente in 2 per avere la lunghezza del singolo braccio.
V velocità della luce / F frequenza di lavoro = λ lunghezza d’onda
Formula per calcolo dipoli
Questi dati si riferiscono ad un dipolo ideale nello spazio vuoto, percui il vostro dipolo potrebbe non risuonare a correttamente, sulla lunghezza finale potrebbero infierire lunghezza e tipo di cavo di alimentazione, oggetti nei dintorni, altezza da terra e accoppiamenti con trappole o tra coppie di braccia. Inoltre, la risonanza può variare tra centro banda ed estremi di banda.
Quando realizzerete un dipolo probabilmente il ROS non sarà ad 1:1, per far risuonare il vostro dipolo alla perfezione, dovrete allungare o accoricare un po’ le braccia, per tanto si consiglia ti tagliare il cavo per la realizzazione dei bracci con un abbondante margine.
Misure dipoli per bande radioamatoriali
Per approfondire l’ampia tematica delle antenne, di seguito vi segnalo di testi di riferimento molto interessanti, acquistabili su Amazon direttamente dai seguenti link, in caso di acquisto riceverò un piccolo compenso da Amazon.
Si forniscono misure approssimate al centro banda del dipolo per singola banda (radioamatoriale).
Banda | Lunghezza bracci | Lunghezza totale |
---|---|---|
160Mt | 41.65 Mt | 83.3 Mt |
80Mt | 21.5 Mt | 43.0 Mt |
40Mt | 17.75 Mt | 21.5 Mt |
30Mt | 7.45 Mt | 14.9 Mt |
20Mt | 5.3 Mt | 10.7 Mt |
17Mt | 4.15 Mt | 8.3 Mt |
15Mt | 3.65 Mt | 7.3 Mt |
12Mt | 3.05 Mt | 6.1 Mt |
10Mt | 2.7 Mt | 5.4 Mt |
6Mt | 1.55 Mt | 3.1 Mt |
2Mt | 55 cm | 1.1 Mt |
Siti di riferimento e fonti
Per approfondire rimando alla pagina su Wikipedia https://it.wikipedia.org/wiki/Antenna_a_dipolo, fonte di questo articolo, da cui provengono le animazioni presenti in questa pagina.
La rappresentazione del dipolo ideale all’inizio della pagina è opera di ARRL: http://www.arrl.org/single-band-dipoles che ho provveduto a tradurre in italiano.
18 commenti
Alberto
Ciao, e grazie della tua spiegazione esauriente! Hai parlato anche del dipolo a onda intera o addirittura doppia onda, comé il rendimento di questa configurazione? Grazie mille!
Pino
Salve Alberto,dopo molto tempo sto ritornando alla radio. Ovviamente mi sono perso 30 anni di aggiornamenti. Al momento ,in settimana,dovrei montare un ricevitore sdr e vorrei ricevere con uno,due dipoli. Non ho mai costruito un dipolo per la sola ricezione e quindi non saprei come tararlo. Cosa mi consigliereste di fare….in pratica mi basta solo fare un po’ di ascolto in hf per riprendere confidenza. La ringrazio per le info già in rete e per una eventuale e gradita risposta. Un sincero e cordiale saluto. Pino Cofano Valle D’Itria Puglia.
Anonimo
Per banda 40 metri mi sembra. Errata
Angelo Rossi IK2PCV
Le misure riportate sulla tabella delle Dimensioni dei bracci del dipolo per le varie frequenze vanno tutte divise per due. Oppure indicare che quella è la somma dei due bracci del dipolo e non la lunghezza dei singoli bracci come indicato sulla tabella.Spero con questo di risparmiare delusioni a chi si vuole costruire il dipolo in trasmissione.
Stefano
Caro Lorenzo, ogni volta che cerco qualcosa di esplicativo mi capiti tu, sei un grande
un abbraccio
73 Stefano
Andrea IW0HDI
Ciao, in realtà l’impedenza differente non deforma il lobo di irradiazione
Secondo, dovresti spiegare meglio perché vengono usati 50 e 75 ohm di impedenza: la US naval research negli anni passati (oltre 50 anni fà) hanno trovato e dimostrato che cavi con impedenza di 50 ohm supportano maggiormente la potenza, mentre cavi di 75 ohm hanno minor perdita, a parità di caratteristiche
Lucio
Salve io ho problemi di spazio e vorrei installare un dipolo che mi faccia lavorate da da 80 metri a piu’ o meno 10 m. Risulta che con un dipolo filare da mt 16.30, con l’aggiuta di un 9:1 posso coprire tali metriche? Grazie per le eventuali info.
IZ0KBA
Si. Puoi realizzare una antenna Windom, ossia un dipolo asimmetrico.
Trovi l’articolo qui: http://www.iz0kba.it/pages/progetti/antenna-windom/
Valerio Rorich
Ho bisogno di consulenza.
Da me il GSM non prende, ho preso un transponder per portare il segnale all’interno ma l’antenna esterna non è granché. Vorrei fare un dipolo per migliorare le cose: suggerimenti?
IT9ECY Nicolino
73″ da IT9ECY Nicolino, buon anno, potresti gentilmente farmi avere le caratteristiche e come creare un balum cooke per i 40 m? TNX
Con osservanza
Parrino Nicolino IT9ECY
Giuseppe
Forse conviene evidenziare che la velocità della luce è in km/s e non km/ora. Per un calcolo più corretto è opportuno fare riferimento al S.I. e dunque utilizzare metri e secondi cosi spariscono tutte le ambiguità. Ciao e scusa per l’intrusione
G.C.
arduinibernardo
sono un radioamatore il mio nominativo IK0HAX vorrei fare ilcorso di telegrafia o dimenticato o la patente dal 1975 o fatto un po di pratica ma o tralasciato vorrei fare il corso dite la procedura vi ringrazio ciao
Andrea
Si va bene ma hai dimenticato anche dove mettere le “h”. Scusa ma oltre ad essere un radioamatore sono anche un purista nei confronti della lingua Italiana. Ciao
i4yfm
Per essere più precisi nella costruzione, bisogna introdurre il fattore “k”, perché un’onda elettromagnetica viaggia in un conduttore più lentamente che nel vuoto.
Su Wikipedia in inglese viene inserito.
https://en.m.wikipedia.org/wiki/File:DipoleReductionFactor.jpg
73 de I4YFM
pino
salve a tutti sono IZ3X dovrei tarare alcune antenne ma ho bisogno del centro banda di tutte le HF 50 – 144 – 430 – 1200 – dei miei apparati …..ce li avevo ma li ho persi ce qualche collega Radioamatore esperto e sincero che mi dare questa lista per ripartire sicuro senza problemi…
devo riinstallare il tutto per cambio antenne nuove percio e necessario….ho guardato su internet nei vari associazioni ari e cisar ma nessuno ha mai pubblicato nulla che e molto richiesto e utile….
grazie
73
Roberto
Scusa Lorenzo, ma avrei da obiettare sulla configurazione di un dipolo privo di simmetrizzatore (BalUn), dato che il collegamento tra una linea sbilanciata e due rami bilanciati produce solo un ‘GARBUGLIO’ in termini di diagramma di radiazione, Altra cosa sarebbe l’alimentazione con Ladder Line bilanciata, che presuppone pero’ l’uso del dipolo ripiegato a 300 Ohm…
Fabio
Salve. Vorrei chiedere come mai, con un dipolo autocostruito a 4 bracci per 20 e 40 mt, non ho problemi di ros ma sia il meter dell’apparato (yaesu 857) che il wattmetro esterno non mi indicano potenza in trasmissione, mentre con altre antenne, stesse impostazioni, gli strunenti indìcano i giusti watt in uscita? Devo fidarmi del valori di ben 2 strumenti o c’è qualcosa cbe non va?
Saluti e cordialità
IU7KTD
carlo muccio
Ho provato ha connettermi in ft8 f/h con una stazione dx e dopo due tentativi mi ha risposto a3 senza
darmi conferma del QSO . Cosa vuol dire a3 (o 3a) Grazie