| Gain-Master™ è un antenna 0.625λ in fibra di vetro ad alta tecnologia per stazione base che copre le bande CB e 10m amatoriale
Completamente progettata al computer mediante simulazioni elettromagnetiche per ottenere il massimo guadagno ed ottimizzare diagramma di irradiazione e banda.
Progettata con le più avanzate tecnologie disponibili è completamente costruita in Italia utilizzando materiali di alta qualità.
Il nuovo disegno dell’elemento radiante (Brevetto Pendente) funziona come un dipolo alimentato nel suo centro, tutte le correnti RF sul radiatore risultano in fase quindi il piano di massa non è necessario.
La bobina coassiale alla base funziona da RF-choke per un ottimo disaccoppiamento dal palo di sostegno e dalla linea di alimentazione.
Costruita con tubi telescopici in fibra di vetro, è in corto circuito DC per la miglior protezione dalle scariche statiche.
Gain-Master™ è il nuovo standard di riferimento nella sua classe di antenne.
Quali tecnologie sono state impiegate
La progettazione e lo sviluppo di Gain-Master™ ha richiesto quasi un anno e mezzo per test elettrici, simulazioni al computer e scelta dei materiali da impiegare.
SIRIO ha effettuato prove comparative con le migliori antenne concorrenti sul mercato, con l’ausilio delle più sofisticate strumentazioni quali:
- Simulazioni elettromagnetiche computerizzate realizzate con *CST Studio Suite 2008.
- Analisi del segnale in campo lontano con Spectrum Analyzer portatile FSL-6 di *Rohde&Schwarz®
- Analisi dei parametri S11 e S21, nel dominio della frequenza e del tempo con Vector
Network Analyzer 8753ES e E5071B di *Agilent Technologies®.
- Prove di potenza RF con sensore direzionale NRT-Z14 (25MHz-1GHz) di *Rohde&Schwarz®.
- Misure di temperatura senza contatto in tempo reale con termocamera ad infrarosso * 880-3 di TESTO.
- Raccolta dati da strumentazione e post analisi con programma sviluppato da SIRIO
in LabView®2009* di National Instruments®.
- Materiali e componenti testati a temperature estreme con camera climatica *Votsch® VC4018 di Vötsch Industrietechnik.
Analisi di un antenna convenzionale 5/8λ alimentata alla base.
Dall’esame è emerso che la configurazione del radiatore lungo 5/8λ nonostante sia considerato tra le migliori soluzioni per la banda CB e amatoriale presenta alcuni fattori negativi, uno dei più importanti è la distribuzione
delle correnti RF lungo lo stilo radiante.
In Fig.1 è illustrata la distribuzione di corrente, con relativa simulazione animata, di un antenna 5/8λ alimentata alla base dove risulta evidente che circa 1/5 della lunghezza totale del radiatore, partendo dalla base, risulta irradiare in opposizione di fase. Questo comporta una elevazione dell’angolo di massima radiazione che risulta essere compreso fra 21° e 24° con una considerevole perdita di segnale sull’orizzonte in media 0.9-1.4dB. (Vedi diagramma di irradiazione 3D Fig.2 e relativa sezione). |
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Nota:
Alcuni costruttori dichiarano lunghezze d’onda o tipologie di tipo collineare non corrispondenti al vero. Facciamo notare che a 27MHz la configurazione collineare più compatta, vale a dire 1/2λ sopra 1/4λ risulta essere lunga almeno 8.3m senza considerare l’ingombro del dispositivo di rifasamento.
La nostra analisi ha preso in considerazione solo antenne con lunghezza fisica della parte radiante, escluse staffature e sistemi di ancoraggio, di circa 6.5 – 6.9m con o senza radiali ground plane. |
Come funziona in dettaglio Gain-Master™ (Brevetto Pendente)
Come mostrato in Fig.3 il segnale RF proveniente dal generatore percorre il cavo coassiale della bobina d’arresto, quindi prosegue lungo la prima parte dello stilo fino ad incontrare lo stub coassiale che funziona da adattatore d’impedenza, quindi prosegue fino ad arrivare alla terminazione della linea coassiale (centro di fase dell’antenna).
A questo punto la parte di segnale presente sul conduttore centrale attraversa il condensatore e si propaga lungo la metà superiore della parte radiante, mentre le correnti RF che viaggiavano all’interno della schermatura del cavo, fuoriescono scorrendo all’esterno della schermatura e ridiscendono verso la bobina d’arresto, dove l’elevata impedenza della bobina
fa si che si arrestino (funzionamento equivalente ad un dipolo alimentato nel suo centro).
Progettazione e materiali impiegati
Completamente progettata al computer con CAD tridimensionale e assemblata in Italia con i migliori materiali disponibili, a partire dallo stilo che è realizzato in quattro sezioni da 1.92m di tubi telescopici compositi in fibra di vetro con parete a triplo strato che rende Gain-Master™ molto più resistente e rigida rispetto alle antenne concorrenti.
La viteria e le fascette di fissaggio dei tubi sono in acciaio INOX AISI316, il tubo in alluminio della staffatura è in lega di alluminio AlMgSi AW6060 anodizzato grigio.
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Tutti i componenti metallici sono realizzati in lega CW614N nelle officine SIRIO, con torni a controllo numerico di ultima generazione e adeguatamente protetti mediante trattamento galvanico.
La spinetta centrale del connettore UHF-femmina è dorata a 18 kt per migliorare il contatto elettrico e per prevenire l’ossidazione mentre l’isolatore è realizzato in *Teflon®.
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Il cavo coassiale a bassa perdita con guaina rossa impiegato per la realizzazione della bobina è costruito su specifiche SIRIO da una primaria azienda Italiana ed è avvolto su un supporto bobina realizzato con il miglior materiale termoplastico disponibile per applicazioni esterne: il *LURAN® “S” di BASF® The Chemical Company.
*LURAN® & BASF® The Chemical Company are a registered Trade Marks of BASF Group
*Teflon® is a registered Trade Mark of Du Pont de Nemours International S.A.
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| Perché Gain-Master™ ha prestazioni migliori rispetto ad una 5/8λ convenzionale |
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In Fig.4 è illustrata la distribuzione di corrente, con relativa simulazione animata, di SIRIO Gain-Master™.
La parte radiante di nuova concezione (Brevetto Pendente) si comporta come un dipolo alimentato al centro,
di conseguenza tutte le correnti RF risultano in fase e concordi tra loro.
Questo accorgimento ci ha permesso di aumentare l’efficienza della parte radiante di 0.6dB rispetto al guadagno massimo di un antenna 5/8λ convenzionale di pari lunghezza e contemporaneamente di avere un diagramma di irradiazione simile ad un dipolo con il suo massimo nel piano orizzontale (Vedi diagramma di irradiazione 3D Fig.5 e relativa sezione).
Gain-Master™ presenta il massimo guadagno ottenibile per un’antenna 5/8λ e grazie al suo angolo di radiazione perfettamente orizzontale permette di migliorare le prestazioni rispetto alle migliori antenne concorrenti di almeno 1-2dB che corrispondono al 26%-58% di segnale in più come risulta evidente dal confronto dei diagrammi mostrato in Fig.6 e dai test in campo lontano con analizzatore di spettro Fig.7.
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