Antenna T2FD

Il dipolo ripiegato con terminazione inclinata T2FD o TTFD " dipolo con terminazione inclinata" chiamato anche dipolo ripiegato con terminazione bilanciata BTFD "dipolo ripiegato con terminazione bilanciata", noto anche nel mondo dei radioamatori come antenna W3HH , chiamata anche antenna ROS 3 , è per uso generale delle onde corte. Questa antenna è stata sviluppata alla fine degli anni '40 dalla Marina degli Stati Uniti . L'antenna aperiodica (senza risonanza , senza vibrazione elettrica ) lavora in un'ampia gamma di frequenze con un'efficienza costante su tutta la banda, senza direzione marcata.

La storia

La storia dell'antenna T2FD è comunemente suddivisa in tre diverse fasi:

È stato sviluppato per la prima volta per essere utilizzato come antenna per uso generale sulle navi sin dagli anni 40. Test condotti alla Stazione Navale di San Diego per l'uso su navi da guerra, dove le dimensioni dell'antenna sono limitate, ma dove l' aereo di massa a radiofrequenza è straordinariamente efficiente. Le proprietà progettuali dell'antenna la rendono ideale per l'utilizzo in piccoli spazi con lunghezze d'onda lunghe, dove l'antenna non può essere puntata in una particolare direzione e dove il numero di antenne è limitato rispetto al numero di frequenze utilizzate.
Il progetto divenne pubblico negli anni '50 e l'antenna fu modificata per la marina mercantile, quindi per la pesca, per le stazioni di servizio e poi con il nome W3HH per i radioamatori, ma cadde in disuso tra i radioamatori con le antenne multibanda. trasmettitori di impedenza seguiti da alimentazioni di antenna.
Con l'avvento di diverse nuove bande di radiofrequenze amatoriali che non sono nemmeno multipli delle bande di frequenza esistenti, l'antenna W3HH / T2FD ha iniziato a guadagnare nuovamente l'attenzione dei radioamatori ( CMR 1979 ).

Radioamatori

Uno degli sviluppatori originali dell'antenna marina, il capitano Gil L. Countryman, era anche un radioamatore (W3HH). Ha presentato questa idea ad altri dilettanti all'inizio del 1950. Questo tipo di antenna è stato popolare nella metà del 20 ° secolo, ma il suo uso è diminuito durante l'ultima parte di questo secolo, con la crescente popolarità lunghezze d'onda corte, che richiedono solo più brevi , antenne dipolo più efficienti. Anche le apparecchiature a stato solido che funzionano a bassa impedenza dell'antenna (50 Ω o 75 Ω) hanno contribuito alla sua caduta di popolarità nel mondo dei radioamatori.

Dalla fine degli anni '80, la radio amatoriale e l' ascolto a onde corte su onde corte e media frequenza hanno riscoperto questa antenna, compresa la ricezione di trasmissioni e radioamatoriali a due vie. Questa antenna è relativamente meno sensibile alle interferenze radio artificiali, rendendola utile negli ambienti urbani, dove è desiderabile un basso livello di rumore del pavimento; il rapporto: la potenza del segnale ricevuto al di sopra del rumore è migliore. T2FD è utile per sistemi interni nascosti o dove non è possibile supportare antenne ottimizzate specifiche per frequenze multiple. Ad esempio: un'antenna interna lunga solo 7 metri consentirà il funzionamento da 14 MHz a 60 MHz in trasmissione e da 7 MHz a 60 MHz in ricezione.

Antenna per radioamatori W3HH Z = 50 Ω. Angolo al suolo da 20 a 40 °. A (metri) = 50 / F (MHz), B (metri) = 3 / F (MHz), C = 1,85 metri.

R = 800 Ω (per presentare 800 Ω al balun con un rapporto di 16: 1)
o R = 650 Ω (per presentare 600 Ω al balun con un rapporto 12: 1)
o R = 390 Ω (per presentare 300 Ω al balun con un rapporto di 6: 1).

Utilizza

L'antenna è utilizzata in flotta, punto a punto in MF e HF e viene utilizzata per l'utilizzo:

delle ambasciate ,
dei ministeri ,
le agenzie di stampa (raramente)
i servizi di emergenza ,
i militari , la radio militare , la gendarmeria ,
le aziende ,
la sicurezza civile ,
la marina ,
l' aeronautica .

T2FD TTFD versioni marine:

Per la versione mobile marittima: sulle navi l'antenna è utilizzata per trasmettere con 2 potenze standardizzate: a 400 W (per i sottobicchieri che navigano a meno di 600 km dalla costa ) oa 1.500 W (per le navi che navigano a meno di 3000 km dalla costa ) nella banda da 1,95 MHz a 9 MHz e per ricevere da 1,6 MHz a 9 MHz .
Per la versione marina HF , (su navi in alto mare) l'antenna è utilizzata per trasmettere con una alimentazione di 800 Ω e una potenza di trasmissione standardizzata a 1.500 W nella banda da 4 MHz a 22,28 MHz e per la ricezione da 1.6 MHz a 22,85 MHz .

T2FD TTFD versioni aeronautiche:

Per la versione aeronautica delle stazioni fisse del controllo del traffico aereo di medio raggio e lungo raggio lungo strade e vie aeree delle compagnie , l'antenna viene utilizzata per ricevere e trasmettere con una potenza di emissione normalizzata di 6000 W nella banda da 2,85 MHz a 13,36 MHz o nella banda Da 3,4 MHz a 23,35 MHz .

Comunicazione radio di emergenza

L'antenna T2FD è adatta come antenna trasportabile. In questa applicazione, l'antenna può essere smontata e rimontata a piacimento, i movimenti essendo effettuati con l'antenna rimossa.
L'installazione è rapida, viene utilizzato un solo grande pilone, l'altro è alto 2 metri. L'antenna funziona dal fondo di una valle. L'antenna è utilizzabile per radiotelecomunicazioni di emergenza e di soccorso in caso di calamità su guasti di rete VHF e UHF . L'antenna è insensibile all'ambiente (a differenza dell'antenna unipolare a filo lungo o dell'antenna dipolo. L'antenna è montata in posizione obliqua o orizzontale a soli 2 metri dal suolo e per la maggior parte alta, il fissaggio è contro un pilone , un albero , un edificio, un pilone dell'antenna VHF UHF , a un cavo che va da un peso a terra all'Aquilone porta antenna o al Pallone porta antenna .

L'antenna T2FD è adatta per collegamenti radio di tipo A a bassa capacità con ricetrasmettitori progettati per questo tipo di comunicazione. Le apparecchiature devono essere trasportabili, MF e HF e allo stato solido per motivi di affidabilità e consumo energetico. Ad esempio, una stazione terminale da 20 W a 100 W in semiconduttore a banda laterale singola (SSB) e funzionante in una banda limitata, ad esempio tra 2 MHz e 8 MHz , e dotata di un'antenna T2FD, può avere una portata di 2000 km a seconda sulle condizioni meteorologiche, propagazione e rilievo del terreno.
Il sistema, azionato in tattica monofrequenza (senza relè), con un sintetizzatore di frequenza per garantire una rapida ed ampia scelta delle frequenze in presenza di disturbi e per facilitare l'instaurazione del collegamento in caso di emergenza, deve essere in grado di consentire 24 ore di autonomia da una batteria standard (supponendo che il trasmettitore non venga utilizzato pesantemente). La batteria può essere caricata da un generatore montato su un veicolo e tutte le parti possono essere trasportate a mano su terreni difficili.

Costruzione

Una tipica antenna T2FD è progettata da due conduttori con fili paralleli: quasi mezza lunghezza d'onda della frequenza più bassa richiesta. La distanza tra i conduttori superiore e inferiore è pari a 1/100 della lunghezza d'onda. Questa distanza è mantenuta da una serie di barre isolanti. Almeno due barre alle estremità sono fissate a funi non conduttive, che a loro volta sono fissate a staffe. Le estremità superiore e inferiore dei conduttori sono collegate alle estremità, da sezioni di filo che seguono le barre terminali. Fornito al centro del conduttore inferiore, con impedenza dell'ordine di 300 Ω, bilanciata, tramite balun standard 4: 1. Ciò fornisce una corrispondenza accettabile a tutte le frequenze con il cavo coassiale da 75 Ω comunemente disponibile. Terminato al centro del conduttore superiore con un resistore non induttivo da 400-480 Ω, progettato per assorbire in modo sicuro almeno ⅓ della potenza di trasmissione applicata. Il resistore assorbe una porzione crescente della potenza RF (catturata nell'aria o fornita da un trasmettitore) man mano che la frequenza operativa si avvicina al limite inferiore dell'intervallo di progetto. La resistenza può essere costruito di gruppi resistori ciascuno di 1 W per dissipare 1600 W . Per renderla più o meno omnidirezionale, l'antenna è idealmente inclinata di un angolo compreso tra 20 e 40 gradi dall'orizzontale, ma funzionerà in modo soddisfacente anche se montata orizzontalmente, a condizione che sia tirata in una linea ragionevolmente diritta. L'antenna B&W AC3-30 disponibile in commercio varia da 3 a 30 MHz con una lunghezza di 27,5 m con una spaziatura di 45,72 cm di figlio. Il balun ha un rapporto di 16: 1, trasformando il coassiale da 50 ohm in un feed da 800 Ω all'antenna. Anche il carico sul resistore è di 800 ohm, non induttivo. Ciò consente all'impedenza dell'antenna di oscillare da 400 a 1600 Ω sulla gamma di frequenza prevista e quindi mantenere l'SWR al trasmettitore 2: 1 o meno. Con una bassa efficienza elettrica (fino al 30% della potenza che arriva in antenna viene convertita in calore nella resistenza), le antenne in risonanza , in vibrazione elettrica specificatamente progettate per le bande di frequenza, o direzionali sono più efficienti e di dimensioni relativamente modeste .

Applicazioni e svantaggi

Un'antenna come quella descritta sopra è utilizzabile per comunicazioni sia locali che a lunga e media distanza su un intervallo di frequenza di circa 1: 6. Ad esempio, un'antenna per la parte inferiore dell'onda corta (diciamo 3-18 MHz ) sarà lunga circa 33 m (110 piedi), con conduttori distanziati di 1 m (3,3 piedi). Per la parte alta dell'onda corta (5-30 MHz ), questa antenna sarà lunga circa 20 m (66 piedi), con una distanza di 60 cm (24 pollici). Se queste lunghe distanze non possono essere supportate, le antenne più piccole continueranno a fornire prestazioni di sola ricezione inferiori alla metà della loro frequenza minima di progettazione.

Tuttavia, le prestazioni di emissione si deteriorano rapidamente al di sotto di un certo punto. I test effettuati dal dott. John Belrose hanno dimostrato che sebbene la sua lunghezza sia vicina a un'antenna a semionda di 80 metri (3,5-3,8 MHz ), l'antenna T2FD inizia a subire gravi perdite di segnale sia in trasmissione che in ricezione al di sotto dei 10 MHz . Con segnali di -10 dB nella banda degli 80 metri (3,5-3,8 MHz ) con riferimento a 10 MHz .

Come antenna aperiodica a banda larga, l'antenna T2FD normalmente visualizzerà un rapporto di onde stazionarie SWR (SWR):

L' SWR <3 durante la bassa impedenza richiede una scatola di accoppiamento per funzionare con un trasmettitore a onde corte, a determinate frequenze, l'elemento di ricarica può essere moderatamente reattivo, in modo che l'uso di un sintonizzatore d'antenna possa essere necessario quando si utilizzano moderni trasmettitori a stato solido a tutto ciò che si avvicina alla loro potenza nominale.
E l' SWR <2 ad alta impedenza, quindi ragionevolmente basso su tutta la sua gamma di frequenze, il trasmettitore alimenta direttamente l'antenna, il cambio di frequenza è immediato. Inoltre, un basso SWR non significa un'elevata efficienza dell'antenna. Questa antenna è sconsigliata a chi vuole entrare in contatto con segnali deboli.

Un dipolo convenzionale per la frequenza utilizzata, alimentato con una linea ladder o un cavo coassiale, accoppiato ad una scatola di accoppiamento dell'antenna darebbe risultati migliori rispetto all'antenna T2FD sulla banda di frequenza HF.

In ricezione l'antenna T2FD è molto apprezzata per il suo basso livello di rumore, rispetto all'antenna verticale il rumore atmosferico e il rumore radio nella zona di convergenza intertropicale sono attenuati e l'hanno resa molto apprezzata ai tropici e nel mondo professionale delle radiocomunicazioni a onde corte e per la banda da 1,605 MHz a 9 MHz .

Molte versioni commerciali pronte per l'uso dell'antenna T2FD W3HH sono disponibili nei mercati professionali, marittimi, militari, radioamatori e di ascolto.