MeshCore ITA · Antenne
Stilo verticale da 77,5 mm in filo da 2 mm, con 4 radiali inclinati a 45° lunghi 1,05 volte lo stilo. Impedenza vicina a 50 Ω senza alcun adattamento aggiuntivo: la scelta più semplice per un nodo omnidirezionale.
Nuovo alle antenne? Leggi la guida per capire guadagno, ROS, impedenza e polarizzazione.
2.2 dBi = 0.1 dBd: nella direzione migliore questa antenna concentra circa 1.0 volte la potenza di un dipolo a mezz'onda alimentato allo stesso modo.
0.0 dB: differenza minima. Su questo asse l'antenna irradia quasi allo stesso modo avanti e indietro — di fatto omnidirezionale. Il rapporto avanti/dietro ha senso solo per antenne direttive.
ROS 1.01: circa 0.0% della potenza torna indietro verso il trasmettitore invece di irradiare (perdita per disadattamento 0.00 dB). Verdetto: ottimo.
Z = 49.5 − j0.2 Ω a 869,618 MHz: la parte reattiva è quasi zero: qui l'antenna è già in risonanza. La frequenza di minimo ROS di questo modello è a 870 MHz.
Verticale: il filo alimentato è prevalentemente verticale (asse z): polarizzazione verticale, la stessa di quasi tutti i nodi MeshCore.
In Italia il preset MeshCore limita l'ERP a 27 dBm (500 mW). Con 0.1 dBd di guadagno, questa è la potenza massima da impostare sul trasmettitore (prima del cavo) per restare nel limite:
| Perdita cavo | TX max | TX max |
|---|---|---|
| dB | dBm | mW |
| 0 | 26.9 | 491 |
| 1 | 27.9 | 619 |
| 2 | 28.9 | 779 |
* 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.
Trascina per ruotare, rotella o pizzico per lo zoom. Il punto verde è l'alimentazione; la geometria è ingrandita per stare dentro il diagramma.
Il raggio della superficie colorata, in ogni direzione, è proporzionale al guadagno: più il diagramma si allontana dal centro in una direzione, 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 verde, al giallo, fino al rosso (2.2 dBi, il massimo di questo modello).
I lobi sono le "bolle" del diagramma. Il lobo principale è la direzione in cui punta l'antenna; i lobi laterali e posteriori, più piccoli, sono energia irradiata altrove — vedi il diagramma di irradiazione.
Il punto verde sui fili è il punto di alimentazione, dove si collega il cavo.
La griglia orizzontale rappresenta il piano dell'orizzonte, con cerchi ogni 10 dB e raggi ogni 30°: aiuta a capire quanto il lobo principale è inclinato verso il suolo o verso il cielo.
Simulazione NEC-2 (PyNEC) a 869,618 MHz, spazio libero. I valori reali cambiano con supporto, cavo e ostacoli.
Una ground plane è, elettricamente, metà di un dipolo: uno stilo verticale lungo circa λ/4 al posto di uno dei due bracci, e al posto dell'altro braccio un gruppo di radiali (fili o tondini che partono dallo stesso punto e vanno verso il basso/lateralmente) che fanno da riferimento di massa artificiale, al posto di un piano di terra reale che in cima a un palo non esiste.
L'angolo dei radiali non è un dettaglio estetico: è la manopola principale per regolare l'impedenza al punto di alimentazione. Con 4 radiali inclinati a 45° verso il basso, come in questo modello, l'impedenza simulata cade quasi esattamente su 50 Ω, senza bisogno di nessun adattamento aggiuntivo — motivo per cui questa è la geometria scelta come riferimento.
| Elemento | Lunghezza | Diametro | Note |
|---|---|---|---|
| Stilo verticale | 77,5 mm | 2 mm (rame) | ≈ λ/4 accorciato del 10,1% rispetto al teorico (86,19 mm, vedi Lunghezza d'onda) |
| Radiali (× 4) | 81,375 mm (1,05 × stilo) | 2 mm (rame) | Inclinati a 45° sotto il piano orizzontale, a 90° uno dall'altro |
Simulazione NEC-2 a 869,618 MHz, spazio libero, polarizzazione verticale:
| Grandezza | Valore |
|---|---|
| Impedenza | 49,5 − j0,2 Ω |
| ROS su 50 Ω | 1,01 |
| Guadagno | 2,2 dBi (~0,1 dBd) |
Lista di taglio: 1 stilo da 77,5 mm + 4 radiali da 81,4 mm, tutti in tondino di rame da 2 mm (scorta di qualche decimo di mm su ogni pezzo per la rifinitura finale).
Radiali orizzontali invece che a 45°. È l'esperimento più istruttivo su questa antenna. Si legge spesso che una ground plane con 4 radiali perfettamente orizzontali abbia un'impedenza intorno a 36 Ω — il ragionamento di solito citato è che un piano di terra infinito dimezza esattamente l'impedenza di un dipolo (73 / 2 ≈ 36,5 Ω, per teoria delle immagini). Abbiamo verificato questo numero rifacendo la simulazione invece di fidarci a memoria, ritarando la lunghezza dello stilo per tornare in risonanza con i radiali orizzontali (mantenendo lo stesso rapporto radiali/stilo di 1,05): il risultato è una resistenza intorno a ~25 Ω, non 36 Ω.
La differenza ha una spiegazione precisa: i 36,5 Ω "da manuale" valgono per un piano di terra infinito e continuo, cioè l'immagine perfetta di un dipolo. Quattro radiali discreti, per quanto orizzontali, non sono un piano infinito: si comportano da riferimento di massa più "debole", e la resistenza al punto di alimentazione scende sotto quel valore teorico. Inclinare i radiali verso il basso (drooping) è esattamente la tecnica che i costruttori usano da decenni per risalire verso 50 Ω partendo da quella resistenza più bassa — coerente con i 49,5 Ω che questo stesso modello, con i radiali a 45°, raggiunge già senza nessun adattamento aggiuntivo.
In pratica: se costruisci questa antenna con radiali orizzontali invece che a 45° e trovi un ROS più alto del previsto, non è un errore di costruzione: è la geometria che lo spiega. Prova a piegare gradualmente i radiali verso il basso e a rimisurare: dovresti vedere l'impedenza salire avvicinandosi ai 50 Ω via via che l'angolo si avvicina ai 45°.
Altri esperimenti:
Antenna omnidirezionale: utile come riferimento per confrontare la copertura reale di antenne direttive (le Yagi di questa galleria) rispetto a un'antenna che non concentra energia in nessuna direzione particolare (vedi Guadagno).
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.
| Riga | Cosa fa |
|---|---|
CM Ground plane un quarto d'onda con 4 radiali inclinati di 45 gradi | Commento descrittivo del modello (ignorato dal simulatore). |
CM Stilo e radiali in filo da 2 mm, radiali lunghi 1.05 volte lo stilo | Commento descrittivo del modello (ignorato dal simulatore). |
CE | Fine dei commenti: da qui iniziano le schede di geometria. |
SY L=0.0775 | Variabile L = 0.0775. |
SY R=1.05*L*0.7071 | Variabile R = 0.0575403. |
GW 1 15 0 0 0 0 0 L 0.001 | Filo 1: 15 segmenti, da (0, 0, 0) mm a (0, 0, 78) mm — diametro 2.0 mm, lunghezza 78 mm. |
GW 2 15 0 0 0 R 0 -R 0.001 | Filo 2: 15 segmenti, da (0, 0, 0) mm a (58, 0, -58) mm — diametro 2.0 mm, lunghezza 81 mm. |
GW 3 15 0 0 0 -R 0 -R 0.001 | Filo 3: 15 segmenti, da (0, 0, 0) mm a (-58, 0, -58) mm — diametro 2.0 mm, lunghezza 81 mm. |
GW 4 15 0 0 0 0 R -R 0.001 | Filo 4: 15 segmenti, da (0, 0, 0) mm a (0, 58, -58) mm — diametro 2.0 mm, lunghezza 81 mm. |
GW 5 15 0 0 0 0 -R -R 0.001 | Filo 5: 15 segmenti, da (0, 0, 0) mm a (0, -58, -58) mm — diametro 2.0 mm, lunghezza 81 mm. |
GE 0 | Fine della geometria. |
EK | Kernel per fili spessi (extended thin-wire kernel): più preciso quando il diametro non è trascurabile. |
EX 0 1 1 0 1 0 | Alimentazione: sul filo 1, segmento 1. |
FR 0 1 0 0 869.618 0 | Frequenza 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. |
EN | Fine del file. |
Si apre con xnec2c, 4nec2 o EZNEC.