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Antenne a elica quadrifilare QHA

"Comprende due anelli elicoidali bifilari orientati in reciproca relazione ortogonale su un asse comune.

I terminali di ciascun anello sono alimentati in antifase e le correnti nei due anelli sono in quadratura di fase.

Selezionando la configurazione appropriata dei loop, una vasta gamma delle forme del modello è disponibile ". 

La forma base del QHA risonante è stata sviluppata dal Dr. CC Kilgus del Laboratorio di Fisica Applicata, John-Hopkins University, Silver Spring, Maryland e pubblicato nel dicembre 1970 in "The Microwave Journal".

Da allora sono state fatte molte ricerche sul numero di giri e sui rapporti lunghezza / diametro. 

Tutti questi influenzano il modello di radiazione. Il design "tradizionale" a turno frazionario produce un pattern di radiazione cardioide. 

È stato rilevato  che QHA alto e stretto esibisce uno schema di  "forma conica"   con guadagni elevati all'orizzonte e  guadagno ridotto in alto, il che è molto più adatto alle stazioni terrestri APT (vedi esempi di diagrammi polari). 

La maggior parte dei dati e dei progetti pubblicati su antenne strette tuttavia sono più adatti a UHF e non si traducono bene in 137,5 Mhz. 

Uno dei migliori è uno stretto 5 di giro, ma alle frequenze a cui siamo interessati risulterebbe un'antenna alta 7 metri!

Un design tradizionale a 1/2 giro

Un design multigiro stretto alto

Una soluzione? 

Questo design è nato nella ricerca di un guadagno migliore all'orizzonte e tuttavia rende ancora facile la costruzione. 

Dopo molte discussioni, sperimentazioni e qualche frenetico modellamento NEC, John Boyer ha trovato le dimensioni per questo.

Come puoi vedere dal diagramma polare sopra, questo modello mostra un buon compromesso tra i due esempi precedenti. Le cifre + dB danno la direzione del guadagno più alto, il - indica la direzione della perdita maggiore.

Per maggiori informazioni su NEC e dove trovarlo guarda la mia pagina NEC . .

John ed io abbiamo entrambi costruito questo e scopriamo che ha eccellenti proprietà di ricezione. È abbastanza facile ottenere passaggi completi da orizzonte a orizzonte!

Provalo - non rimarrai deluso!

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Note di costruzione e dimensioni 

Il modello finito dovrebbe assomigliare a quello etichettato

"Tall narrow QHA" nella parte superiore di questa pagina. 

Dimensioni dell'elemento

Albero - Tubo di scarico in PVC da 1,5 m di 32 mm (1 1/4 ").

Elementi - Tubo mini-foro in rame morbido da 8 mm (8/8 ") - 8 gomiti in rame per gli angoli.

2 - 190mm lunghezze - tubi orizzontali inferiori

2 - 903 mm di lunghezza - elementi a elica corta

2 - lunghezze 1002mm - elementi elicoidali lunghi

4 - 90 mm di lunghezza - elementi orizzontali superiori

Nota: si tratta di dimensioni di taglio e si assume che i gomiti a 90 gradi NON si pieghino - Le dimensioni sul disegno sono da centro a centro dei rispettivi elementi - potrebbe essere necessario regolare le dimensioni di taglio di conseguenza.

4 viti autofilettanti per l'alimentazione.

Lunghezza adatta di RG58 o UR43 per balun e alimentazione.

Tappo da 32mm per tappare l'estremità superiore dell'albero.

Praticare fori da 4 a 8 mm a 90 gradi l'uno rispetto all'altro a 25mm dall'estremità dell'albero - assicurarsi che i fori siano quadrati e sullo stesso piano!

Segna e fora i fori inferiori ricordando che si trovano in coppie opposte distanziate di 100 mm - si consiglia di controllare le misure almeno due volte prima di perforare !!!

Praticare un foro di 7 mm vicino alla parte superiore dell'albero per l'ingresso del cavo.

Praticare dei fori pilota nei 4 elementi superiori per le viti autofilettanti e montare i tubi superiori, spingere il cavo coassiale attraverso il foro e realizzare i collegamenti superiori con le viti. Avvolgere il cavo coassiale 4 volte attorno all'albero e incollare il nastro / colla in posizione (balun).

Spingere i gomiti sui tubi superiori e misurare dal centro di ciascuna gamba - dovrebbe essere di 200 mm, NB - potrebbe essere necessario tagliarne di più se si utilizzano curve piegate anziché gomiti a 90 gradi.

Assemblare i tubi inferiori, accertarsi che siano tubi centrali e quadrati rispetto a quelli superiori.

Piegare le eliche per adattarle alla punta: prova a trovare un ex di un certo tipo; un tronco adatto o un tubo grande rendono le curve piacevoli e pulite.

Quando sei soddisfatto della forma, salda i gomiti. Dovrebbe apparire circolare se visto dalla fine.

Controllare i collegamenti e tappare l'estremità superiore del tubo.

I tubi di rame possono essere fissati all'albero mediante colla / sigillante al silicone e / o nastro - assicurarsi di sigillare il foro di entrata del cavo coassiale.

Spingere un pezzo di legno adatto sull'estremità inferiore per evitare di schiacciare troppo il tubo in PVC quando si blocca sull'albero.

Spero che ci proverai, ne vale davvero la pena.

A causa di molte richieste qui sono le dimensioni per una versione 144-146Mhz

Diametro di entrambi i loop 188mm

Altezza dell'anello lungo 950mm, lunghezza dell'elica 961mm

Altezza dell'anello corto 850 mm, lunghezza dell'elica 863 mm

Non scala molto bene per 435 Mhz, ma ci sto lavorando!

Per eventuali commenti su questa pagina o domande circa le antenne QHA si prega di e-mail me.

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http://perso.wanadoo.es/dimoni/ant_qh.htm

(sfortunatamente sembrano avere dei pop up pubblicitari su un'altra pagina altrimenti piacevole) Nota di AMSAT-SM https://www.amsat.se/2007/01/28/qha/

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Un'antenna ad elica quadrifilare per 137 MHz

di George Goodroe, KF4CPJ

Dopo essere diventato un operatore radioamatoriale autorizzato nell'agosto del 1995, ho ricevuto una rivista QST che conteneva un articolo che spiegava che era possibile con l'antenna giusta, l'antenna Quadrifilar Helix (QHA), ricevere le trasmissioni satellitari da 137 MHz. L'articolo che ho letto (1) era di un dilettante con il nome di Buck Ruperto (2) , che un anno dopo ha scritto un altro articolo eccezionale su un programma chiamato WxSat (3) , che decodifica le trasmissioni satellitari (4). Dopo diverse e-mail avanti e indietro con Buck, ho deciso di costruirlo. L'antenna aveva una copertura abbastanza buona, tuttavia era difficile da sintonizzare e non risuonava all'ottimo 137 MHz. Le immagini ricevute erano buone, tuttavia mostravano diversi valori nulli profondi che apparivano sempre nello stesso punto dei file. 

Non posso dare la colpa a Buck; il suo design era buono, era difficile da replicare. 
Nel corso del prossimo anno ho lavorato sodo per trovare altri punti vendita per antenne e ho scoperto un sito web (5)questo offriva piani per un QHA che sembrava più facile da costruire. Gli elementi sono stati modellati in 3/8 di rame morbido e avevano dimensioni conosciute. 

Dopo aver studiato la distinta base e aver trascorso ½ al giorno per la ricerca di parti, l'antenna si è riunita in circa 2 ore e mezza. 

Le prime immagini che ho ricevuto visualizzate netto miglioramento e mi hanno successivamente costruito una seconda  QHA per un altro WxSat appassionati qui in Florida centrale. 

Il sito web è molto specifico sui dettagli coinvolti nella costruzione di ogni antenna e io uso le loro istruzioni specificamente per costruire ogni unità. Il mio cappello va a Steve Blackmore che ha scritto il sito web e ha fornito tutte le istruzioni dettagliate e le illustrazioni  (6) dell'antenna di design John Boyer (7) che è elencata qui.
Il modello finito dovrebbe assomigliare a quello denominato "Tall narrow QHA" nella parte superiore di questa pagina. 

Dimensioni dell'elemento:

Albero - Tubo di scarico in PVC da 1,5 m di 32 mm (1 1/4 ").

• Elementi - Tubo mini-foro in rame morbido da 8 mm (8/8 ") - 8 gomiti in rame per gli angoli.
• 2 - 190mm lunghezze - tubi orizzontali inferiori
• 2 - 903 mm di lunghezza - elementi a elica corta
• 2 - lunghezze 1002mm - elementi elicoidali lunghi
• 4 - 90 mm di lunghezza - elementi orizzontali superiori

Nota: si tratta di dimensioni di taglio e si assume che i gomiti a 90 gradi NON si pieghino - Le dimensioni sul disegno sono da centro a centro dei rispettivi elementi - potrebbe essere necessario regolare le dimensioni di taglio di conseguenza. 

Praticare fori da 4 a 8 mm a 90 gradi l'uno rispetto all'altro a 25mm dall'estremità dell'albero - assicurarsi che i fori siano quadrati e sullo stesso piano! 
Segna e fora i fori inferiori ricordando che si trovano in coppie opposte distanziate di 100 mm - si consiglia di controllare le misure almeno due volte prima di perforare !!! Praticare un foro di 7 mm vicino alla parte superiore dell'albero per l'ingresso del cavo. 
Praticare dei fori pilota nei 4 elementi superiori per le viti autofilettanti e montare i tubi superiori, spingere il cavo coassiale attraverso il foro e realizzare i collegamenti superiori con le viti.
 
 Avvolgere il cavo coassiale 4 volte attorno all'albero per formare il balun e il nastro / colla in posizione. Spingere i gomiti sui tubi superiori e misurare dal centro di ciascuna gamba - dovrebbe essere di 200 mm, potrebbe essere necessario tagliare di più se si utilizzavano curve piegate piuttosto che i gomiti a 90 gradi. Ho comprato delle piccole coppiglie. Durante la costruzione mantengono gli elementi orizzontali in posizione ... in cima ho le coppiglie all'interno e all'esterno del 1 1/4 di PVC ... fare riferimento alla foto sopra (8).

Assemblare i tubi inferiori, accertarsi che siano tubi centrali e quadrati rispetto a quelli superiori. Piegare le eliche per adattarle alla punta: prova a trovare un ex di un certo tipo; un tronco adatto o un tubo grande rendono le curve piacevoli e pulite. Quando sei soddisfatto della forma, salda i gomiti. Dovrebbe apparire circolare se visto dalla fine. Controllare i collegamenti e tappare l'estremità superiore del tubo. I tubi di rame possono essere fissati all'albero mediante colla / sigillante al silicone e / o nastro - assicurarsi di sigillare il foro di entrata del cavo coassiale. Spingere un pezzo di legno adatto sull'estremità inferiore per evitare di schiacciare troppo il tubo in PVC quando si blocca sull'albero. 

Assicurati di costruire l'antenna con gli elementi che si torcono nella giusta direzione. La prima volta che l'ho costruito non l'ho fatto, il che ha provocato un'antenna di 180 gradi sfasata ... credetemi quando dico che non aiuta la qualità dell'immagine!
 
L'immagine NOAA 12 scattata nel settembre 1998 alla fine dell'articolo è solo una delle tante belle immagini di WxSat che ho ripreso in diretta sui passaggi giornalieri dei satelliti. 
Quando tutto è stato detto e fatto, dovresti avere un'antenna che risuoni morta a 137 MHz e ti servirà per molti anni senza un vero servizio richiesto.

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(1) QST Agosto 1996, Costruisci un'antenna ad elica quadrifilare di Buck Ruperto 
(2) Eugene Buck Ruperto, W3KH -  w3kh@dns.pulsenet.com 

(3) WxSat di Christian Bock -  http://ourworld.compuserve.com/homepages /hffax/toc20.htm

(4) QST Agosto 1997, Un modo semplice per copiare i satelliti meteorologici di Buck Ruperto 

(5) http://www.personal.u-net.com/~pilotltd/qha.htm copyright 1998 Steve Blackmore 

(6) Tutte le illustrazioni di Steve Blackmore - steve@pilotltd.u-net.com 
(7) John Boyer - john.boyer@rd.bbc.co.uk 

(8) Foto e articolo di George Goodroe - goodroe@worldnet.att.net

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https://www.qsl.net/kf4cpj/qha/

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Antenna QHA 

    Come si è visto in precedenza i satelliti polari trasmettono le immagini APT sui 137 MHz: dunque un'antenna adatta a tali frequenze potrebbe essere una semplice ground-plane.

E' però evidente che un'antenna così ha un modestissimo guadagno e non è certo indicata per segnali satellitari molto deboli.

Un primo miglioramento si ha impiegando un'antenna a doppio V, che garantisce un discreto guadagno, ma osservando il diagramma di radiazione, si nota che è piuttosto irregolare e presenta notevoli "buchi".

Da esperienza diretta si è verificato che la migliore antenna con elevato guadagno e con diagramma di radiazione uniforme risulta essere un particolare tipo, denominata QHA: ovvero Quadrifilar Helix Antenna.

I suoi pregi non sono unicamente quelli appena esposti, ma ne sono presenti almeno altri due: anzitutto il diagramma di radiazione verticale risulta leggermente appiattito così da amplificare maggiormente i segnali provenienti dai punti bassi sull'orizzonte (laddove aumenta il rumore); inoltre essendo composta da due dipoli ripiegati, ai quali è stata applicata una torsione di 90° e collegati in quadratura, si comporta come un'antenna per segnali polarizzati circolarmente, e in effetti la trasmissione dei satelliti polari avviene in polarizzazione circolare destrorsa.

La foto in alto a sinistra mostra l'antenna, autocostruita,  installata sul tetto di casa mia.

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https://digilander.libero.it/marcotrapanese/tesi/stazione.htm

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Altra realizzazione:

Ho costruito un'antenna migliore, un'antenna Quadrifilare ad elica di 90 gradi (QHA) alta e stretta a una frequenza centrale di 137.50 mHZ usando l'articolo fine A Antenna Quadrifilare ad elica per 137 MHz. Di George Goodroe, KF4CPJ. 

Alcune informazioni sul perché questo stile di antenna: I satelliti usano un'antenna simile per trasmettere i segnali con i piedi per terra. La trasmissione è a spirale in senso antiorario. Questa antenna corrisponde alla fase del segnale dei satelliti. Un altro vantaggio dell'antenna è che si comporta meglio per la copertura da orizzonte a orizzonte mentre il satellite passa.

Questa antenna migliorata insieme ad alcune modifiche minori al mio ricevitore, un vecchio scanner Uniden Bearcat BC100XL del 1985 ha apportato un modesto miglioramento alle mie immagini ricevute.

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http://www.djlewis.us/files/weather/

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