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196 LE ONDE STAZIONARIE in una linea di TRASMISSIONE È noto che l’impedenza standard di un cavo coassiale può essere di 50-52 ohm o di 75 ohm. Per trasferire, tramite un cavo coassiale, un segnale RF senza nessuna perdita, è necessario applicare alle sue estremità due carichi che abbiano lo stesso valore d’impedenza del cavo. Nota = Una leggera attenuazione del segnale risulterà sempre presente, determinata dal tipo di cavo, dalla sua lunghezza e dalla frequenza di lavoro come indicato nelle due Tabelle che sono riprodotte a fine articolo. Escludendo questa attenuazione dovuta alle caratteristiche del cavo ed alla sua lunghezza, se utilizziamo un cavo coassiale da 52 ohm dobbiamo applicare alle sue estremità un trasmettitore e un’antenna entrambi da 52 ohm. Se utilizziamo un cavo coassiale da 75 ohm, dobbiamo applicare alle sue estremità un trasmettitore e un’antenna entrambi da 75 ohm. Quando l’impedenza del cavo risulta perfettamente adattata all’impedenza d’uscita del trasmettitore e a quella dell’antenna, in un qualsiasi punto del cavo coassiale, se lo potessimo misurare, sarà presente sempre il medesimo valore di tensione (vedi fig.2). Questa tensione è ovviamente proporzionale alla potenza erogata dal trasmettitore. Quindi se ad un cavo coassiale perfettamente adattato colleghiamo un trasmettitore che eroga 45 watt, in tale cavo scorrerà una tensione che potremo ricavare con la seguente formula: volt = watt x (imped.cavo + imped. cavo) IMPEDENZA D'USCITA TX 52 ohm CAVO COASSIALE 52 ohm Se il cavo coassiale ha un’impedenza di 52 ohm (vedi fig.2), in questo scorrerà una tensione di: 45 x (52 + 52) = 68,41 volt Se il cavo coassiale ha un’impedenza di 75 ohm (vedi fig.3), in questo scorrerà una tensione di: 45 x (75 + 75) = 82,15 volt Se all’estremità del cavo coassiale colleghiamo un’antenna che presenta un’impedenza maggiore o minore, avremo un disadattamento di impedenza che, oltre ad introdurre delle perdite, farà entrare in risonanza il cavo coassiale. Quando un cavo coassiale entra in risonanza si comporta come un’antenna irradiante (vedi fig.4), quindi su tutta la sua lunghezza saranno presenti dei ventri di tensione (massima tensione) e dei nodi di tensione (minima tensione) e in queste condizioni si creeranno delle onde stazionarie che, partendo dall’antenna, ritorneranno verso l’uscita del trasmettitore. Maggiore è questo disadattamento più elevato è il valore della tensione delle onde stazionarie. ANTENNA 52 ohm Fig.1 Per trasferire un segnale RF dal TX all’antenna senza perdite è necessario che la sua impedenza d’uscita e quella dell’antenna siano identiche a quella del cavo coassiale.
TX 45 Watt 0 20 68 V. 40 60 80 60 100 IMPEDENZA D'USCITA 52 ohm 0 20 68 V. 40 60 80 60 100 0 20 CAVO COASSIALE 52 ohm Fig.2 Quando l’impedenza del cavo coassiale risulta identica a quella del trasmettitore e a quella dell’antenna, il cavo coassiale NON entra in risonanza, quindi in un qualsiasi punto del cavo è sempre presente lo stesso valore di tensione, che risulta proporzionale alla potenza applicata sul trasmettitore. Se all’estremità di un cavo coassiale da 52 ohm collegate un trasmettitore da 45 watt, in un qualsiasi punto della sua lunghezza sarà sempre presente una tensione di 68 volt circa. TX 45 Watt 0 20 82 V. 40 60 80 60 100 IMPEDENZA D'USCITA 75 ohm 0 20 82 V. 40 60 80 60 100 CAVO COASSIALE 75 ohm Fig.3 Se l’uscita del trasmettitore avesse un’impedenza di 75 ohm, dovreste utilizzare un cavo coassiale da 75 ohm collegando alla sua estremità un’antenna che presenti lo stesso valore d’impedenza. Se all’estremità di questo cavo coassiale da 75 ohm collegate un trasmettitore da 45 watt, in un qualsiasi punto della sua lunghezza vi ritroverete sempre una tensione di 82 volt circa. Per calcolare la tensione che scorre nel cavo potete usare la formula: volt = watt x (imped. cavo + imped. cavo). TX 45 Watt 0 20 40 60 80 IMPEDENZA D'USCITA 52 ohm 60 100 0 20 40 60 80 60 100 0 20 40 60 80 ONDA RIFLESSA 0 20 68 V. 40 60 80 82 V. 40 60 60 80 ONDA DIRETTA Fig.4 Se l’antenna avesse un’impedenza di 150 ohm perchè risulta più lunga o più corta rispetto alla sua lunghezza d’onda di lavoro e venisse alimentata con un cavo coassiale che ha un’impedenza di 52 ohm, si avrà un disadattamento d’impedenza e in queste condizioni il cavo coassiale entrerà in RISONANZA, cioè si comporterà come un’antenna irradiante. Pertanto, su tutta la sua lunghezza saranno presenti Ventri e Nodi di tensione. La potenza non irradiata dall’antenna a causa di questo disadattamento, ritornerà verso l’uscita del trasmettitore sotto forma di Onde Stazionarie. 60 100 0 20 40 60 80 60 100 60 100 100 0 20 40 60 80 60 100 0 20 0 20 68 V. 40 60 80 82 V. 40 60 60 80 60 100 100 CARICO 52 ohm CARICO 75 ohm CARICO 150 ohm 197
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ANTENNE VERTICALI per AUTO a 1/4 -
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tutto quello che occorre sapere sui
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UNA COMPLETA GUIDA di ELETTRONICA C
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