TENTATIVO DI STIMA DELL'EFFICIENZA DELL'ANTENNA
Anche se è molto difficile calcolare l'efficienza effettiva della mia antenna OL, ho provato
a farne una valutazione indiretta, con l'aiuto della stazione tedesca DCF39, che trasmette su 139
kHz, e partendo da un accurato calcolo del mio
loop ricevente ad una singola spira (v. figure).
Il primo passo è stato la definizione dei parametri della sola spira, supposta
nello spazio libero, successivamente, usando il metodo Mininec, essa è stata configurata
nella sua posizione operativa tenendo conto della presenza del fabbricato e del terreno circostante
densamente urbanizzato. Tenere presente che, nello schema a destra, T1 è il trasformatore
toroidale, 2 / 18 spire, posto alla base del loop, L la linea coassiale, C il condensatore di accordo,
A il relè di protezione, T2 il trasformatore di uscita e O il connettore di uscita.
I parametri della spira, calcolati a 139 kHz risultano:
Diametro = 1.5 m
Diametro del conduttore = 8 mm, alluminio
Resistenza di radiazione = 4.49 x 10 ^ - 9 ohm
Resistenza a RF = .0236 ohm
Reattanza = 4.374 ohm
Altezza effettiva = .00515
m
Q a vuoto = 185.3
Efficienza nello spazio libero = - 65.43 dBi
Con il Mininec ho trovato più o meno la stessa efficienza nello spazio libero e, su terra,
valori che stanno tra i - 61 e i - 59.5 dBi ad alcuni gradi di elevazione con uno strano picco di
- 45.5 dBi a 42 gradi. Questi valori sono ovviamente approssimati, essendo molto difficile
riprodurre esattamente le reali condizioni di operazione, in particolare lo strano picco a 42 gradi
appare sospetto.
Separatamente è stato calcolato il guadagno dell'amplificatore:
Impedenza di ingresso = 220000 ohm
Impedenza del carico = 50 ohm (effettiva impedenza
di ingresso del ricevitore)
Tensione di uscita = 78% della tensione di ingresso
Guadagno = 34.27 dB
Il Q a carico, misurato nei punti 1 e 2 (v. schema), risulta = 76, per cui l'intero loop, tenendo conto
del rapporto spire del trasformatore toroidale e del guadagno dell'amplificatore mostra una
efficienza totale di - 38.13 dBi nello spazio libero e, in base ai risultati del calcolo con il Mininec
(escludendo lo strano picco a 42 gradi), dai - 33.7 ai - 33.2 dBi nella sua posizione operativa.
Questi valori sembrano essere approssimativamente confermati dal livello di segnale
della stazione tedesca DCF39 che trasmette da Burg, distante circa 950 km, con una ERP di
40 kW = 76 dBm. Questo livello varia giornalmente tra - 70 e - 40 dBm, raggiungendo spesso
i - 35 dBm. Un accurato calcolo dell'onda di terra indica una intensità di campo attorno ai
100 µV/m, una stima dell'onda di spazio indica circa 180 µV/m, supponendo zero perdite nella
ionosfera, l'onda di di spazio potrebbe arrivare ai 360 µV/m. Aggiungendo questo valore ai 100 µV/m
dell'onda di terra (supponendo che le due onde arrivino in fase), e riferendo l'intensità di
campo risultante al livello di - 35 dBm letto sul mio ricevitore, l'efficienza del loop risulterebbe
intorno ai - 28 dBi, probabilmente un valore troppo alto, per cui sembra essere più
realistico pensare ad un ulteriore incremento dell'onda di spazio dovuto ad una concentrazione
nella riflessione dalla ionosfera, e confermare l'efficienza del loop intorno ai - 33 - 34 dBi.
A questo punto, comparando il segnale ricevuto dal loop con quello ricevuto dall'antenna,
quest'ultimo appare in sostanziale parità con tempo secco e circa 2 dB più basso
con tempo umido. In conclusione, mediamente, l'efficienza dell'antenna può essere
stimata attorno ai - 34 - 35 dBi portando la EIRP tra gli 80 e i 60 mW con i 200 W applicati
attualmente.
Questo valore appare ben più alto rispetto ai 20 - 30 mW stimati precedentemente, ma
effettivamente c'è stato un notevole miglioramento dopo le ultime modifiche apportate
al circuito di antenna, come confermano gli ottimi rapporti ricevuti da stazioni DX.
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