Yagi 10 elementi (progetto DL 432 MHz scalato)

Come funziona

Una Yagi con 10 elementi (1 riflettore, 1 alimentato, 8 direttori in fila) è la stessa idea della Yagi a 2 elementi o della Yagi a 3 elementi di riferimento di questa galleria, spinta molto più in là: più elementi parassiti in fila restringono il diagramma di irradiazione e alzano il guadagno e il rapporto avanti/dietro molto oltre quello che si ottiene con 2-3 elementi, a prezzo di un boom lungo (qui circa 58 cm) e di un puntamento più critico.

Questo file è particolare: è il progetto originale tedesco per 432 MHz, non pensato per MeshCore, riscalato a 869 MHz con una variabile fa = 432/868. È un ottimo caso di studio proprio perché lo scalamento non è perfetto: il file scala le lunghezze degli elementi per fa, ma non i raggi (restano quelli pensati per 432 MHz). Come spiegato in Lunghezza d'onda, a parità di lunghezza un filo più spesso è elettricamente più lungo (risuona a una lunghezza fisica più corta). Il tondino da 5 mm di diametro, scelto per 432 MHz, a 869 MHz è in proporzione spesso il doppio: per restare fedeli al progetto servirebbero circa 2,5 mm. I "fili" sono quindi relativamente più spessi del previsto, non più sottili. Il risultato è una reattanza residua induttiva sull'alimentato e una risonanza spostata più in basso in frequenza (ROS minimo attorno a 855 MHz) invece di un'impedenza pulita a 869,618 MHz.

Misure

Progetto originale a 432 MHz, elementi in alluminio, riscalato con fa = 432 / 868 ≈ 0,4977. Boom totale di circa 583 mm.

Elemento	Lunghezza (869 MHz)
Riflettore	174 mm
Alimentato (driven)	153 mm
Direttori 1–8	da 146 a 114 mm, decrescenti verso la punta del boom

Simulazione NEC-2 a 869,618 MHz, spazio libero, con perdita per conducibilità reale dell'alluminio inclusa nel modello (carta LD):

Grandezza	Valore
Impedenza	33,2 + j18,1 Ω
ROS su 50 Ω	1,82
Guadagno	12,5 dBi (10,3 dBd, vedi dBi/dBd)
Avanti/dietro	22,3 dB (~170× in lineare)
ROS minimo	a 855 MHz (fuori sotto-banda)

Un ROS di 1,82 è ancora sotto la soglia critica di 3 (vedi la tabella in ROS), ma è il valore più alto di tutta questa galleria (le altre arrivano al massimo a 1,44), quasi interamente per via della X = +18,1 Ω non compensata: senza quella reattanza il ROS sarebbe molto più vicino a 1.

Materiali

Elementi in alluminio (come da progetto originale), boom non specificato nel file.

Esperimenti da provare

• Il file stesso lo segnala nei commenti: il progetto compensa un boom metallico con correzioni fisse di +6 mm su ogni elemento parassita e +12 mm sull'alimentato. Prova a rimuovere queste correzioni (o ad applicarle diversamente) e osserva quanto si sposta l'impedenza — un esempio concreto di quanto discusso in Dal modello alla realtà.
• Per avvicinare l'impedenza a 50 + j0 Ω restando fedeli a questo progetto, ci sono due strade equivalenti a quanto descritto in Adattamento: accorciare l'alimentato di qualche millimetro (cancella parte della X induttiva, come nel caso della Yagi a 3 elementi), oppure scalare anche i raggi degli elementi per fa insieme alle lunghezze, così da restare fedeli alle proporzioni originali pensate per 432 MHz.
• Con un condensatore in serie da circa 10,1 pF a 869,618 MHz si cancella quasi del tutto la X = +18,1 Ω simulata, lasciando solo il disadattamento di R (33,2 Ω verso 50 Ω) da sistemare con un trasformatore a λ/4 o una rete a L (vedi Adattamento).
• Scalando anche i raggi per fa (diametro circa 2,5 mm sugli elementi e 7 mm sull'alimentato) si resta fedeli alle proporzioni originali a 432 MHz: in simulazione questo porta a Z ≈ 43 + j5 Ω, ROS ≈ 1,20, guadagno ≈ 11,4 dBi e avanti/dietro ≈ 20 dB.

Errori comuni

• Copiare le misure senza notare la mancata scalatura dei raggi: è proprio la particolarità (e il limite) di questo file, spiegata sopra in "Come funziona": in breve, non aspettarti un adattamento pulito a 50 Ω senza ritarare.
• Montare 10 elementi senza un boom rigido: con un boom così lungo (58 cm) e molti elementi, un minimo disallineamento o una flessione del boom sposta più impedenza e diagramma rispetto a una Yagi corta a 2-3 elementi.

Note

• Il file scala le lunghezze ma non i diametri, che restano quelli dell'originale a 432 MHz. Per questo l'adattamento a 869 MHz non è centrato: va accorciato l'alimentato o scalati anche i raggi.
• I commenti originali, in tedesco, indicano correzioni per il boom metallico (+6 mm sugli elementi, +12 mm sull'alimentato).