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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