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HamRadio & Space

Autore Topic: Antenne a polarizzazione circolare  (Letto 18477 volte)

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Offline IK4HLV

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Antenne a polarizzazione circolare
« il: 29 Novembre 2017 ore 21:39:45 »
Antenne a polarizzazione lineare o circolare?

In molti chiedono informazioni su quale sia il sistema migliore di polarizzazione
delle antenne per lavorare satelliti, chiarisco subito che il sistema migliore non esiste,
varia a seconda delle condizioni, degli spazi a disposizione e dal budget che eventuale moglie decide di avvallare!
Scherzi a parte ritengo che le antenne a polarizzazione circolare con commutatore
di polarita' sia il sistema piu' performante e vedo di spiegarne i motivi in maniera semplice e senza formule sia per i satelliti che per attivita' dx.
Se per collegamenti in portata ottica la migliore performace si ottiene quando ambedue le stazioni usano la stessa polarizzazione, questo non si verifica per collegamenti via sat o via tropo e vediamo il perche'.
I satelliti attuali usano antenne lineari ma sono in pratica delle trottole e ruotano in continuazione su se stessi, per cui le antenne circolari sono mediamente piu' performanti anche se in alcuni casi potrebbe essere il contrario, ma questo viene
dato da una completa casualita', per cui mediamente vanno meglio.
Poi consideriamo il fatto che il segnale deve attraversare piu' strati dell'atmosfera, per cui per il principio di Faraday la polarizzazione cambia di continuo e tende a divenire circolare e anche qui in completa casualita'.
Altro fattore positivo è che in pratica sono due antenne accoppiate anche se sfasate
di 90 gradi per cui una delle due è quasi certamente in fase e la seconda da' un incremento di circa il 30%, fatto questo importante anche per collegamenti tropo.
Come controindicazioni abbiamo maggiore costo, maggiore peso e partizione della
potenza tx su 2 antenne che non sono mai allineate in contemporanea.
Spero di non aver messo ulteriori dubbi sulla scelta delle antenne, decidete che tipo di attivita' volete fare, per i sat FM possono bastare 3-4 elementi lineari senza controllo di elevazione se montate a circa 20 gradi verso l'alto, se volete passare sempre e volete anche lavorare satelliti come AO07 allora guardate sistemi incrociati di buona qualita' e con controllo di elevazione.
Questo il mio setup: Vhf 12+12 Maspro Uhf 19+19 KLM attive dal 1992!


73 de IK4HLV Alfonso
73 de Alfonso Ik4HLV

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Re:Antenne a polarizzazione circolare
« Risposta #1 il: 29 Novembre 2017 ore 23:17:47 »
Aggiungo che potrebbe essere interessante provare a costruirsi una piccola antenna portatile e collegare un satellite (magari FM) con questo sistema in manuale.

La cosa interessantissima dell'esperimento, è la percezione di come, seguendo il satellite, vari la polarizzazione, giocando con puntamento elevoazimutale e anche torsionale dell'antenna sul suo asse.

Questo fa capire come a volte, il satellite è li con un segnale chiarissimo e poi ad un certo punto, sembra sparire.

Con un costo ridicolo, ho provato a realizzare questa antenna trovata sul web, con tutte le misure già pronte:
http://www.amateurradio.bz/4_dollar_satellite_antenna.html

73

Offline IK4HLV

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Re:Antenne a polarizzazione circolare
« Risposta #2 il: 30 Novembre 2017 ore 12:47:19 »
Ottimo! poca spesa e tanta resa! credo sia la stessa usata dal ragazzino russo di cui non ricordo l'indicativo fatta col manico da scopa e che ho collegato piu' volte sui sat FM, nella QSL è sul tetto con antenna in una mano e palmare nell'altra.
73 de Alfonso Ik4HLV

Offline IC8EPV

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Re:Antenne a polarizzazione circolare
« Risposta #3 il: 30 Novembre 2017 ore 18:27:10 »
Salve, mi provo a postare il mio primo messaggio su questo tanto atteso forum. Sarebbe interessante che quando ognuno di noi espone un proprio progetto realizzativo od indica delle soluzione tecniche per migliorare l'efficienza di qualche antenna od elemento ad essa collegato, posti anche le relative foto. La documentazione fotografica, lo schema elettrico, la circuitazione figurativa è sempre più esplicativa di qualsiasi commento scritto.  :-\

Offline IK4HLV

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Re:Antenne a polarizzazione circolare
« Risposta #4 il: 30 Novembre 2017 ore 19:13:45 »
Ciao Lello, sono al lavoro e spero di non sbagliare ma ieri sera ci siamo sentiti su SO50, al secondo passaggio ti rispondevo ma tu non mi ascoltavi piu' mentre io mi riascoltavo perfettamente, tu vai con antenne lineari o incrociate?
Per le foto io ho messo il post ma lo stesso sta per essere pubblicato sul sito con anche la foto del mio setup.
Ciao Alfonso
73 de Alfonso Ik4HLV

Offline IK8LOV

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Re:Antenne a polarizzazione circolare
« Risposta #5 il: 01 Dicembre 2017 ore 10:02:23 »
Prescindendo dalla variabilità delle condizioni e della mutua disposizione delle antenne, ci sono dei valori caratteristici di attenuazione che rappresentano i limiti entro cui riceviamo i segnali durante un contatto (anche terrestre).

Ho trovato una tabella molto interessante che riassume l'attenuazione dovuta alla differenza di polarizzazione tra 2 fonti.




73, Max
« Ultima modifica: 01 Dicembre 2017 ore 10:29:12 da IK8LOV »

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Re:Antenne a polarizzazione circolare
« Risposta #6 il: 01 Dicembre 2017 ore 18:58:44 »
Ottimo Max, non ero a conoscenza di questa tabella, anche se i 30 Db mi sembrano tanti e sono comunque teorici, qualche riflessione c'è sempre.
I 3 Db di perdita della circolare verso una antenna lineare viene comunque compensato ampiamente dal fatto che la seconda antenna anche se sfasata di 90 gradi qualcosa riceve.
Diverso invece il discorso in tx, con una cross si ha sempre una perdita visto che la potenza viene divisa su due antenne, basta raddoppiare la potenza HI.
Comunque la tabella spiega che le incrociate vanno mediamente sempre meglio.

73 de Alfonso Ik4HLV

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Re:Antenne a polarizzazione circolare
« Risposta #7 il: 01 Dicembre 2017 ore 19:09:42 »
LA tabella è interessante Max, ma mi solleva un dubbio: io ho sempre saputo e sentito che mediamente hai un abbattimento del segnale di circa 20dB se metti 2 polarizzazioni in modo ortogonale.
20dB sono molti, perchè corrispondono ad una attenuazione di 100volte... ma 30 non è un po troppo? siamo a 1000 volte meno.

Offline IK8LOV

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Re:Antenne a polarizzazione circolare
« Risposta #8 il: 01 Dicembre 2017 ore 23:36:19 »
LA tabella è interessante Max, ma mi solleva un dubbio: io ho sempre saputo e sentito che mediamente hai un abbattimento del segnale di circa 20dB se metti 2 polarizzazioni in modo ortogonale.
20dB sono molti, perchè corrispondono ad una attenuazione di 100volte... ma 30 non è un po troppo? siamo a 1000 volte meno.

William, in teoria l'attenuazione è anche maggiore. E' infinita.
Il fattore di "perdita" tra polarizzazioni lineari di angolo ϕ è espressa dalla funzione cos2ϕ
Calcolatrice alla mano, il coseno di 90° è appunto 0, cioè trasferimento nullo, attenuazione infinita.
Mentre se l'angolo è 0° (stessa polarizzazione) il coseno è 1, cioè il massimo di trasferimento, attenuazione nulla.

Praticamente posso dirti di aver verificato in più di qualche caso anche 25 dB. Credo che in situazioni di completa assenza di riflessioni/rifrazioni, magari in una camera anecoica i 30 dB ci sono tutti e forse più.

Grazie alla stessa relazione si deduce anche il valore dell'attenuazione teorica tra polarizzazione lineare e circolare (DHCP o RHCP).
Poiché la circolare è somma delle due componenti (orizz+vert) quando viene ricevuta da una antenna a polarizzazione lineare (verticale o orizzontale), la componente ortogonale viene completamente annullata.
Per questo ricevi "la metà" del segnale di partenza, appunto - 3dB.
Anche in questo caso, non essendo infinita l'attenuazione della componente ortogonale, i 3 dB risulterebbero praticamente anche qualcosa in meno.

73, Max



Offline IK8LOV

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Re:Antenne a polarizzazione circolare
« Risposta #9 il: 01 Dicembre 2017 ore 23:52:12 »
Ottimo Max, non ero a conoscenza di questa tabella, anche se i 30 Db mi sembrano tanti e sono comunque teorici, qualche riflessione c'è sempre.
I 3 Db di perdita della circolare verso una antenna lineare viene comunque compensato ampiamente dal fatto che la seconda antenna anche se sfasata di 90 gradi qualcosa riceve.
Diverso invece il discorso in tx, con una cross si ha sempre una perdita visto che la potenza viene divisa su due antenne, basta raddoppiare la potenza HI.
Comunque la tabella spiega che le incrociate vanno mediamente sempre meglio.

Infatti, per fortuna in realtà i numeri delle attenuazioni sono un po' meno severi  :D
Sono d'accordo sulle incrociate, che in qualsiasi caso non perdono mai completamente nulla.
E' meglio un segnale stabile, con minimo fading, anche se un tocco più basso, che un segnale molto fluttuante che scompare e ricompare nel rumore.

Questi -3 dB fanno spesso arricciare il naso a molti... perché forse siamo un po' tutti ammaliati dal segnale forte.
Un segnale stabile è invece spesso molto più utile. nella telefonia mobile non a caso si usano polarizzazioni oblique e sistemi che piuttosto inseguono segnali stabili.

Insomma, è meglio un QSO in più e un 5/9 in meno  ;D

73 de Max

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Re:Antenne a polarizzazione circolare
« Risposta #10 il: 03 Dicembre 2017 ore 18:55:05 »
Ciao LOV...!!
Avrei una domanda da farti......sicuramente ne sai più di me su questo tema...
Io ho comprato due antenne incrociate in VHF ed in UHF.
Vorrei sapere,  secondo te,  come mi conviene collegare le due polarizzazioni di entrambi antenne....

GRACIAS...!!

Raul
""La pazienza è la virtù dei MORTI....!!  ""

Offline IK8LOV

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Re:Antenne a polarizzazione circolare
« Risposta #11 il: 05 Dicembre 2017 ore 10:11:06 »
Ciao LOV...!!
Avrei una domanda da farti......sicuramente ne sai più di me su questo tema...
Io ho comprato due antenne incrociate in VHF ed in UHF.
Vorrei sapere,  secondo te,  come mi conviene collegare le due polarizzazioni di entrambi antenne....

GRACIAS...!!

Raul

Ciao Raul,
la domanda è da 1 milione di dollari... per te, gratis  ;D

Se non aspiri a far traffico in diretta (o comunque in modi in cui la torsione di polarizzazione è minima o nulla), escluderei le polarizzazioni lineari e tutto il sistema di commutazioni che ne deriverebbe.

Con la circolare, via sat, penso riesca ad avere migliori soddisfazioni in termini di stabilità del segnale in cambio di una lieve attenuazione rispetto alle condizioni di polarizzazione perfettamente omogenea.
Ma quando antenna e sat hanno medesima polarizzazione? Ad intuito, meno frequentemente di quando sono invece differenti. Non mi risulta che esistano al momento satelliti d'uso radioamatoriale con controllo di assetto stabilizzato.

Sulla scelta del verso non so dirti invece molto.
L'una vale l'altra a meno che non ci siano satelliti che lavorino con polarizzazione circolare costante e ben definita. Qui speriamo nell'intervento di qualche big che conosce tutti i satelliti lavorabili e sappia dare indicazioni migliori.

Ci sono comunque situazioni in cui la commutazione su polarizzazioni lineari danno risultati migliori (es. alcune condizioni EME o per satelliti al limite dell'orizzonte che si trovino casualmente in polarizzazione prevalentemente verticale o orizzontale).
Ma poiché la tua domanda domanda implica una scelta, d'altro canto bisogna accettare anche qualche rinuncia  :)

73, Max

Offline Iz7jxj

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Re:Antenne a polarizzazione circolare
« Risposta #12 il: 05 Dicembre 2017 ore 12:49:12 »
GRAZIE Max......
Molto concreta la tua risposta....
Poi ti disturbo per condividere formule calcoli e forma per far diventare una antenna incrocciata con polarizzazione destra fissa ...ciao e grazie ancora..!

73'

Raul
""La pazienza è la virtù dei MORTI....!!  ""

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Re:Antenne a polarizzazione circolare
« Risposta #13 il: 05 Dicembre 2017 ore 17:58:02 »
Ciao Raul, per esperienza diretta posso dirti che mediamente credo la destrosa sia la migliore, ma non è sempre cosi, e ho notato che cambia da quando il sat è in acquisizione a quando si sta allontanando.
Ci sono talmente tante variabili che la polarizzazione migliore è affidata al caso!
73 de Alfonso Ik4HLV

Offline Iz7jxj

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Re:Antenne a polarizzazione circolare
« Risposta #14 il: 08 Dicembre 2017 ore 20:02:25 »
Ciao Alfonso.... anch'io  penso la stessa cosa....
È  più  incasinato ma dico io.....non è  meglio usare l'antenna  incrociata una alla volta....???cioè...scanbiare con un rele tra quella in verticale con quella in orizzontale quando si perde un po'  il segnale di questi cubetti volanti....???
Ho visto e sentito che cambiando polarizzazione in quel momento migliorano di tanto i segnali....
Invece di lasciar fissa in polarizzazione destra....???
Saluti

Raul
""La pazienza è la virtù dei MORTI....!!  ""