Alla fine, come si può riconoscere una *buona* antenna da una che definire buona non si può?
Il parametro di gran lunga più importante per la valutazione di un’antenna è il diagramma di irradiazione. Cominciamo da alcune considerazioni che sembrano abbastanza ovvie.
Se abbiamo intenzione di ottenere un guadagno in una specifica direzione, qualsiasi cosa sia in grado di esibire un diagramma di irradiazione come questo è una buona antenna.
Se invece ci servisse un diagramma di irradiazione omnidirezionale, allora questa non sarebbe adatta. Un dipolo verticale a mezz’onda invece sì.
Ma come possiamo misurare il diagramma di irradiazione di un’antenna? Per quanto posso dirne io, ci sono due metodi, anzi due e mezzo.
A. Misurazioni in camera anecoica, cioè qualcosa di paragonabile a questo:
https://www.mpbelectronic.com/blog/camera-anecoica
B. Misurazioni in campo aperto.
Ora, lasciamo perdere la camera anecoica. Nessuno di noi arriverà mai a metterci piede. In campo aperto possiamo procedere con misurazioni della potenza del segnale ricevuto, ripetendo le misurazioni, al limite, con un percorso circolare attorno a punto di emissione.
Non è una bella prospettiva e certamente non sarà precisa come la misurazione in camera anecoica, ma se ci si accontenta non è impraticabile. Un corollario di questo approccio è la possibilità di confrontare antenne differenti rifacendo misurazioni comparative mentre si alternano le antenne.
Tutto qui? Beh oggi, nel regno del computer, possiamo ottenere delle misurazioni *virtuali* che non saranno necessariamente meno precise delle misurazioni in campo aperto, e saranno sicuramente più agevoli da fare.
Approfittiamo per proporre un esempio che ci chiarirà, spero, altri aspetti della valutazione di un diagramma di irradiazione.
Vogliamo cercare di arrivare il più lontano possibile sul piano dell’orizzonte? Ecco un diagramma di irradiazione che *dovrebbe* fare al caso nostro, il classico dipolo ½ lambda
Vogliamo che la radiofrequenza emessa punti invece verso l’alto? Questo è il diagramma di irradiazione previsto per un radiatore ¾ lambda. Come si vede è peggiore del dipolo ad angoli bassi ma è migliore ad angoli alti.
Cerchiamo quindi di sintetizzare. La primissima cosa da fare è essere consapevoli di quale sarà il diagramma di irradiazione della nostra antenna. Se il diagramma soddisfa le nostre esigenze, definiamola pure una buona antenna.
Avrete notato che fino a questo punto non si è parlato di SWR, o ROS come siamo abituati a chiamarlo in Italia, o Return Loss se vogliamo fare i preziosi 🙂
Perché il ROS *non* è una misura del diagramma di irradiazione, non è una misura della capacità dell’antenna di generare guadagno nelle direzioni che ci interessano.
Esempio
Diagramma A, ROS uguale a 1.44
Frequency = 869 MHz
Source 1 Voltage = 72 V at -0,22 deg.
Current = 1 A at 0,0 deg.
Impedance = 72 – J 0,2741 ohms
Power = 72 watts
SWR (50 ohm system) = 1,440 (75 ohm system) = 1,042
Diagramma B, ROS praticamente infinito
Frequency = 869 MHz
Source 1 Voltage = 1629 V at -83,59 deg.
Current = 1 A at 0,0 deg.
Impedance = 181,8 – J 1618 ohms
Power = 181,8 watts
SWR (50 ohm system) > 100 (75 ohm system) > 100
Ebbene, il guadagno è praticamente lo stesso, e infatti si tratta dello stesso radiatore, uno stilo verticale lungo ½ lambda. Però in A il radiatore è alimentato al centro, in B è alimentato ad una estremità.
Il Ros non fa di A una buona antenna e di B una cattiva antenna. A è sicuramente una buona antenna ed è anche, diciamo così, bella pronta all’uso. B non è peggiore come guadagno, quindi non potremmo certo definirla una cattiva antenna. Però B non è pronta all’uso, necessita di una rete di adattamento. Se ci limitiamo ad un problema teorico, possiamo affermare che è sempre possibile trasformare un’impedenza, per quanto *strana*, nei 50 ohms che faranno felice la nostra radio.
Quindi, come incide il Ros nella valutazione di un’antenna? Se un’antenna ha il diagramma di irradiazione che fa al caso nostro, il passo successivo sarà decidere se il gioco vale la candela. Se l’eventuale rete di adattamento dovesse darci troppi grattacapi, come evidentemente in B, potremmo anche decidere di lasciar perdere e cercare migliore fortuna altrove.
Ma, capiamoci, in certi casi saremo per forza costretti a confrontarci con la complessità ulteriore di una rete di adattamento. Una collineare 4 elementi non avrà *mai e poi mai* 50 ohms di impedenza, quindi se vogliamo la collineare bisognerà anche sobbarcarsi la trasformazione di impedenza.
Tirando le somme per l’ultima volta, se e quando abbiamo deciso che quello è il diagramma di irradiazione che ci serve e quello è il sistema radiante che produce quel diagramma, allora verifichiamo il Ros e che la fortuna o la tecnologia ci assistano. Il Ros *non* è una misura dell’efficienza di un radiatore, è la misura di quanto quel radiatore si adatti ai 50 ohms della radio.
Un esempio ovvio di questo sono le antennine che ci danno con i nodi. Tutti sappiamo che sono pessimi radiatori e tutti sappiamo anche che salvo casi deprecabili hanno un Ros decente.
Buon divertimento. Paolo