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MeshCore ITA · Antenne

Yagi 2 elementi con direttore

Alimentato 165 mm e direttore 140 mm in tubo da 3 mm, a 44 mm di distanza.

Nuovo alle antenne? Leggi la guida per capire guadagno, ROS, impedenza e polarizzazione.

Yagi 2 elementi, alimentato + direttoreVariante di studiodi Fabriziospazio liberoVerticale
5.3guadagno dBi
8.1avanti/dietro dB
1.02ROS a 869,618
50.3 − j1.0impedenza Ω
871ROS minimo MHz

Cosa dicono questi numeri

Guadagno

5.3 dBi = 3.1 dBd: nella direzione migliore questa antenna concentra circa 2.1 volte la potenza di un dipolo a mezz'onda alimentato allo stesso modo.

Avanti/dietro

8.1 dB, cioè circa 6.5 volte più potenza avanti che indietro. Vale solo per antenne direttive: orienta il lato "avanti" verso il nodo che vuoi raggiungere.

ROS

ROS 1.02: circa 0.0% della potenza torna indietro verso il trasmettitore invece di irradiare (perdita per disadattamento 0.00 dB). Verdetto: ottimo.

Impedenza

Z = 50.3 − j1.0 Ω a 869,618 MHz: la reattanza è negativa (capacitiva): l'antenna è elettricamente più corta della risonanza. Per avvicinare la risonanza a 869,618 MHz prova ad allungare leggermente i conduttori. La frequenza di minimo ROS di questo modello è a 871 MHz.

Polarizzazione

Orizzontale: nel file il filo alimentato è orizzontale, ma l'antenna reale è montata ruotata di 90°: polarizzazione verticale. Guadagno, ROS e forma del diagramma non cambiano: il diagramma 3D qui sopra va solo immaginato ruotato.

ERP e potenza TX

In Italia il preset MeshCore limita l'ERP a 27 dBm (500 mW). Con 3.1 dBd di guadagno, questa è la potenza massima da impostare sul trasmettitore (prima del cavo) per restare nel limite:

Perdita cavoTX maxTX max
dBdBmmW
023.9244
124.9307
225.9386

* supererebbe 30 dBm: i moduli LoRa non arrivano così in alto (un SX1262, il più diffuso, si ferma a 22 dBm). Restare entro l'ERP consentito è comunque responsabilità di chi gestisce il nodo — vedi la normativa.

Corrente0max
Guadagno−30 dB5.3 dBi

Trascina per ruotare, rotella o pizzico per lo zoom. Il punto verde è l'alimentazione; la geometria è ingrandita per stare dentro il diagramma.

Come leggere la vista 3D

Diagramma. Il raggio della superficie colorata, in ogni direzione, è proporzionale al guadagno: più si allontana dal centro, più energia irradia l'antenna verso quel punto. I colori seguono la legenda in basso a destra, dal blu (−30 dB sotto il massimo) al rosso (5.3 dBi, il massimo di questo modello). I lobi sono le "bolle": il lobo principale è dove punta l'antenna (la freccia bianca, con il guadagno), gli altri sono energia irradiata altrove — vedi il diagramma di irradiazione. Passa il mouse (o tocca) sulla superficie per leggere θ, φ, guadagno e dB sotto il massimo.

Scala. dB comprime la dinamica e mostra anche i lobi deboli; Lineare usa la potenza: i lobi secondari quasi spariscono e resta il fascio principale. La griglia sul piano dell'orizzonte ha raggi ogni 30° e cerchi con i livelli indicati.

Correnti. Ogni segmento dei fili è colorato in base all'intensità della corrente: grigio-blu quasi zero, arancio e giallo massima. Fase anima la corrente nel tempo: i tratti sfasati pulsano in momenti diversi. Il punto verde è l'alimentazione, dove si collega il cavo; le linee tratteggiate, se presenti, sono linee di trasmissione.

Tagli 2D. I due anelli sulla superficie sono i tagli dei grafici qui sotto: il taglio conico (azimut, a θ fisso) e quello verticale (elevazione, nel piano del lobo principale).

Antenna e file NEC. Passa sopra un filo per vedere numero di filo, riga e corrente; un clic ti porta alla sua riga nel file NEC spiegato più in basso, e viceversa passando o cliccando sulle righe GW o EX il filo si illumina nel 3D. La geometria è ingrandita per stare dentro il diagramma.

Comandi. Trascina per ruotare, rotella o pizzico per lo zoom, tasto destro per spostare. I pulsanti cambiano punto di vista (di fronte e di lato sono rispetto al lobo principale), fermano la rotazione, azzerano la vista o aprono lo schermo intero.

Adattamento e diagrammi

12345855865875885
ROS su 50 Ω, 855–885 MHz. In verde la sub-banda 869,4–869,65 — la curva deve toccare il minimo dentro la fascia verde.
-200204060855865875885
Impedenza: R e X in Ω — nella fascia verde R deve avvicinarsi a 50 Ω e X a 0.
0-10-20
Taglio conico a θ = 90°, dB rispetto al massimo — quanto è largo il lobo principale girando intorno all'antenna (diagramma).
0-10-20
Taglio verticale a φ = 180° (θ = 0 in alto) — quanto il lobo principale punta verso l'orizzonte o verso il cielo.

Simulazione NEC-2 (PyNEC) a 869,618 MHz, spazio libero. I valori reali cambiano con supporto, cavo e ostacoli.

Come funziona

Variante della Yagi a 2 elementi con riflettore: qui l'elemento parassita non è dietro ma davanti all'alimentato, ed è più corto invece che più lungo. Un elemento parassita più corto del dipolo risonante si comporta da direttore: la corrente indotta ha la fase giusta per spingere l'irradiazione in avanti, verso di lui, invece di rimandarla indietro come fa un riflettore.

Il risultato tipico di un direttore singolo, rispetto a un riflettore singolo, è un guadagno leggermente inferiore (qui 5,3 dBi contro i 6,4 dBi della versione con riflettore) a parità di configurazione a 2 elementi, ma un adattamento di impedenza spesso più comodo: qui l'alimentato (165 mm) resta molto più vicino alla lunghezza di risonanza isolata di un tubo sottile, e l'impedenza simulata (50,3 − j1,0 Ω) cade quasi esattamente su 50 Ω.

Misure

Elemento Lunghezza Materiale Note
Alimentato (driven) 165 mm Tondino/tubo, 3 mm diametro —
Direttore 140 mm Tondino/tubo, 3 mm diametro Non alimentato, parassita, davanti all'alimentato
Distanza alimentato–direttore 44 mm (≈ 0,13 λ) — Più stretta della spaziatura riflettore-alimentato dell'altra variante

Simulazione NEC-2 a 869,618 MHz, spazio libero, polarizzazione verticale:

Grandezza Valore
Impedenza 50,3 − j1,0 Ω
ROS su 50 Ω 1,02
Guadagno 5,3 dBi (3,1 dBd, vedi dBi/dBd)
Avanti/dietro 8,1 dB (~6,5× in lineare)
ROS minimo a 871 MHz

Esperimenti da provare

Errori comuni

Note

Variante di studio, non installata su un nodo reale: nessuna foto disponibile. Misure trascritte dal file NEC originale di Fabrizio.

Il file NEC spiegato

Il modello NEC-2 di questa antenna, riga per riga. Per il significato generale delle schede (variabili SY, fili GW, alimentazione EX...) vedi la guida alle schede NEC. Passa il mouse su un filo o sull'alimentazione per vederli evidenziati nella vista 3D.

commentivariabili SYgeometriaalimentazione e carichicontrolloignorate

1CM Yagi 2 elementi per 868 MHz - modello di FabrizioCommento descrittivo del modello (ignorato dal simulatore).
2CM Direttore 140 mm + alimentato 165 mm
3CM Elementi lungo y e boom lungo x: nel file la polarizzazione e' orizzontale; l'antenna reale e' montata verticale
4CM Tubo da 3 mm; spaziatura 44 mm
5CM Simulato a 869.618 MHz: circa 5.3 dBi - avanti/dietro circa 8 dB - Z circa 50 ohm
6CM Spazio libero; conduttori ideali (nessun LD: perdite del metallo trascurate)
7CEFine dei commenti: da qui iniziano le schede di geometria.
8
9' --- Lunghezze degli elementi (m) ---
10SY len1=140/1000 ' direttoreVariabile len1 = 0.14.
11SY len2=165/1000 ' alimentatoVariabile len2 = 0.165.
12SY dia=3/1000 ' diametro del tuboVariabile dia = 0.003.
13
14' --- Posizioni lungo il boom (m, dal direttore) ---
15SY lr0=44/1000 ' elemento alimentatoVariabile lr0 = 0.044.
16
17' --- Geometria ---
18' Direttore
19GW 1 11 0 -len1/2 0 0 len1/2 0 dia/2Filo 1: 11 segmenti, da (0, -70, 0) mm a (0, 70, 0) mm — diametro 3.0 mm, lunghezza 140.0 mm. ↑ 3D
20' Alimentato
21GW 2 11 lr0 -len2/2 0 lr0 len2/2 0 dia/2Filo 2: 11 segmenti, da (44, -82.5, 0) mm a (44, 82.5, 0) mm — diametro 3.0 mm, lunghezza 165.0 mm. ↑ 3D
22GE 0Fine della geometria.
23
24' --- Spazio libero ---
25GN -1Nessun terreno: simulazione in spazio libero.
26EKKernel per fili spessi (extended thin-wire kernel): più preciso quando il diametro non è trascurabile.
27
28' --- Alimentazione: 1 V al centro dell'alimentato (filo 2 - segmento 6 di 11) ---
29EX 0 2 6 0 1 0Alimentazione: sul filo 2, segmento 6 — qui si collega il cavo. ↑ 3D
30
31' --- Frequenza di progetto (preset italiano 869.618 MHz) ---
32FR 0 1 0 0 869.618 0Frequenza nel file originale: 869.618 MHz — la galleria la ignora e simula sempre a 869,618 MHz (preset italiano), con una scansione 855–885 MHz.
33
34' --- Diagramma di irradiazione (ignorato dalla galleria: utile in 4nec2) ---
35RP 0 37 73 1000 0 0 5 5Ignorata dalla galleria: il diagramma di irradiazione lo calcola il generatore del sito.
36ENFine del file.

File del modello

Scarica antenna.nec

Si apre con xnec2c, 4nec2 o EZNEC.