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CIRO MAZZONI RADIOCOMUNICAZIONI - Verona, Italia.
Impaginazione e grafica: Tre Emme Studio Verona
"...un sentito ringraziamento per la preziosa collaborazione prestata alla
realizzazione di questo manuale va a I3GFB, Gaetano e I3GGT, Giovanni".
* Perfetta convivenza della LOOP ANTENNA con le altre...
LOOP ANTENNA
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CIRO MAZZONI RADIOCOMUNICAZIONI - Verona, Italia.
INDICE
PARTE I
Introduzione ...................................................................................................... 6
Filosofia di progetto ............................................................................................ 7
Scelta dei materiali ............................................................................................. 10
Realizzazione meccanica .................................................................................. 11
Comando di sintonia a distanza (Loop Controller) ............................................... 12
Sistema di imballaggio ....................................................................................... 13
Caratteristiche elettriche, meccaniche e disegno della Baby ............................ 14
Caratteristiche elettriche, meccaniche e disegno della Midi .............................. 15
Caratteristiche elettriche, meccaniche e disegno della Maxi ............................. 16
pagina
PARTE II
Cosa trovi dentro l'imballaggio della Baby ........................................................ 18
Cosa trovi dentro l'imballaggio della Midi .......................................................... 19
Cosa trovi dentro l'imballaggio della Maxi ......................................................... 20
PARTE III
Dove installare preferibilmente la LOOP ANTENNA ........................................ 22
Come montare la LOOP ANTENNA Baby ...................................................... 23
Come montare le LOOP ANTENNA Midi / Maxi ........................................... 27
PARTE IV
I collegamenti elettrici (primo collaudo prima della installazione definitiva) ................... 40
La sintonia della LOOP ANTENNA, breve esercitazione pratica ed il primo
collegamento ................................................................................................................ 43
Brevetti della LOOP ANTENNA - Condizioni - Garanzia - Condizioni di vendita e
trasporto - Antenne speciali ................................................................................ 47
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LOOP ANTENNA
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* Una delle tante possibilità di installazione della LOOP ANTENNA....
nel giardino di casa.
LOOP ANTENNA
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PARTE I
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LOOP ANTENNA
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Ci permettiamo di usare il "Tu" perchè, per lunga e consolidata esperienza, chi opera
in campo radio, (e noi, tra quelli che adottano la LOOP ANTENNA, annoveriamo Operatori
in campo commerciale, militare ed amatoriale OM e CB) possiede alla base delle sue
motivazioni di lavoro, di sperimentazione o di puro e semplice hobby, lo spirito più o meno
dichiarato del radioamatore con cui la familiarità è scontata e l'uso del "Tu" una consuetudine.
Dunque, come Operatore della Radio, ti ringraziamo per la preferenza accordata alla
LOOP ANTENNA di I3VHF e, parimenti, ci complimentiamo per la scelta fatta.
Una scelta ponderata che ti porta a possedere ed usare la migliore loop magnetica
mai realizzata nel panorama mondiale radio, professionale o meno.
Siamo certi che, dopo la accurata lettura di questo Manuale, un corretto montaggio ed
una breve pratica nell'uso, la LOOP ANTENNA che hai scelto ti darà molte soddisfazioni,
per molto, molto tempo.
Introduzione
LOOP ANTENNA
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Filosofia di progetto
C'è sempre una ragione reale alla base di ogni progetto e quello della LOOP
ANTENNA era, ed è, quella che vede la stragrande maggioranza degli Operatori della
Radio e dei Radioamatori in genere alle prese con problemi di spazio per montare le proprie antenne. Non solo.
L'antenna, oltre che di dimensioni ridotte, doveva avere una efficienza tanto elevata
da non far rimpiangere il classico "dipolo" e con una escursione di frequenza tale da coprire più di una banda tra quelle riservate ai radioamatori (e Operatori in genere) e, pertanto,
più che sufficiente per usi anche commerciali, militari e civili.
E' intuibile che la soluzione era tutt'altro che facile. Solo un progetto molto impegnativo
poteva motivare adeguatamente un radioamatore che, della sperimentazione ed innovazione, ha fatto ragione di vita professionale.
Da autentico professionista ha cominciato innanzitutto ad esaminare quanto era stato
realizzato fino a quel momento, nella parte strettamente teorica e nella pratica costruttiva:
dalla prima antenna del genere realizzata da K. H. Patterson delle Forze Armate
Americane (per quella parte dell'Esercito dislocata nel Sud Est Asiatico nel 1967) fino alle
Loops in commercio ai giorni nostri.
Come dire quanto studiato, sviluppato e realizzato negli ultimi 30 anni (*)
E sono cominciati i primi disegni, le prime costruzioni, i primi esperimenti.
Per migliorare il meglio sino a quel momento, per realizzare uno strumento radiante
(ci sia concessa l'espressione) che si avvicinasse a quell'ideale di antenna che è nasco-
sto sempre in ogni Operatore Radio.
Ideale di antenna che si può sintetizzare in:
- dimensioni ridotte;
- grande robustezza;
- massima efficienza;
- una qualità dei materiali indiscutibile;
- massima durata;
- semplicità di montaggio e di funzionamento;
- prezzo adeguato al valore dello strumento-antenna che si riceve in cambio.
(*) Per chi volesse approfondire l'argomento, esiste un nutrito elenco bibliografico che, su esplicita richiesta,
possiamo fornire.
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LOOP ANTENNA
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Un gran bell'ideale, senza dubbio, ed un gran bel coraggio da parte di I3 VHF
nell'accettare ed affrontare siffatta sfida.
Dunque, esperimenti su esperimenti fino a raggiungere risultati riproducibili nelle
stesse condizioni, come iniziò a fare il buon Galileo Galilei circa 400 anni fa, e come
deve fare oggi ogni vero sperimentatore che, del suo, vuol fare un progetto industria-
le.
Siamo d'accordo con te che questa non è la sede per fare la cronistoria della LOOP
ANTENNA, ma vogliamo che tu conosca i punti fermi a cui ci si è ispirati per la realizza-
zione finale:
1) La poca sensibilità ai disturbi esterni e l'efficienza sono direttamente correlati
all'area racchiusa dentro il perimetro dell'antenna stessa. Da qui, l'adozione della
forma circolare che è quella che consente la maggiore area racchiusa per una data lunghezza del perimetro (nel nostro caso, della circonferenza).
2) L'efficienza della Loop può essere ricavata da questa semplice formula:
resistenza di radiazione in
Efficienza % = x 100
resistenza di radiazione + perdite resistive in
Facile dedurre che, più le perdite resistive tendono allo zero, più l'efficienza
dell'antenna va verso il 100 %.
E' stato quindi un imperativo (anche per incrementare l'effetto "pelle" nella radia-
zione e la robustezza globale) adottare, a seconda delle dimensioni e modello
dell'antenna, diametri / spessore del tubo di alluminio usato di ben 50 x 2 (Baby), 75 x
2 (Midi) e 140 x 5 mm. (Maxi).
3) Alta efficienza per antenne di piccole dimensioni come le LOOP ANTENNA signifi-
cano anche un fattore Q elevato e, quindi, una tensione elevata ai capi del condensatore di accordo ed una più piccola porzione dello spettro accordata:
a) scartata l'idea di adottare il condensatore variabile sotto vuoto perchè, da solo,
avrebbe rappresentato una quota proibitiva del costo totale dell'antenna.
b) è stato allora ideato un condensatore in aria con un pacco lamellare saldato ad
una estremità nella parte superiore della Loop e l'altro - speculare - saldato all'altra
estremità. I due pacchi con lamelle spaziate in modo da rispettare le caratteristiche
del dielettrico in aria (1 mm. per 1 KV) sono comandati a distanza, dalla massima
apertura (capacità minima, frequenza più alta) a tutta chiusura (capacità massima,
frequenza più bassa). Attenzione: il nostro 1 mm./1 KV è ben tre volte più sicuro
di quanto suggerito dallo A.R.R.L. Book Antenna negli U.S.A. (75 KV per pollice che significano 1 mm./3 KV) !!
LOOP ANTENNA
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Naturalmente, nessun contatto strisciante. Semplicemente due pacchi di lamel-
le che entrano progressivamente l'uno nell'altro (un condensatore in aria);
c) l'adozione di un comando a distanza con attuatore a bassa tensione a due velocità
di sintonia: una "alta" per la sintonia rapida dei MHz, ed una "passo-passo" per
una sintonia precisa fino ai 100 Hz. Nella pratica operativa, questo significa sinto-
nizzare in maniera "fine" la LOOP ANTENNA per la massima reiezione dei segnali
indesiderati e per la massima efficienza ( vedi diagrammi pag. 45)
Con una tale possibilità di accordo, sarebbe stato - ed è certamente - un grosso peccato concettuale ed operativo non sintonizzare perfettamente ad ogni cambio di frequenza, anche di soltanto alcuni KHz.
4) Fornire all'Operatore ogni particolare meccanico ed elettrico dell'antenna che lo mettano nella condizione di montare la
LOOP ANTENNA senza problemi se non quello di scegliere il
miglior sito e predisporre un adeguato sostegno rappresentato da un tubo - o mast che dir si voglia - ben ancorato (con ogni
LOOP ANTENNA è compresa anche la base di fissaggio zin-
cata che accetta, a seconda del modello, vari diametri del mast
che dovrà sostenerla). Per dare contenuto alle due espres-
sioni sottolineate "adeguato" e "ben ancorato", preghia-
mo riferirsi alle caratteristiche meccaniche relative a ciascun
modello di antenna.
5) L'adozione di particolari soluzioni per assicurare il miglior
contatto nella parte flessibile della LOOP ANTENNA (al centro
della parte inferiore, per il movimento di sintonia dei due pacchi lamellari del condensatore situati al centro della parte superiore).
Nel caso delle due LOOP ANTENNA di maggiori dimensio-
ni che, per ragioni di imballaggio devono essere suddivise in quattro archi di cerchio,
l'adozione di un soffisticato sistema di giunzioni a flangia con scanalature di alta precisione destinate a ritenere all'interno, ermeticamente, la speciale pasta antiossidante
(in dotazione).
6) L'adozione di un particolare gamma-match di alimentazione a 50 consente di
installare la LOOP ANTENNA a diverse altezze dal livello del terreno fornendo sempre
le migliori prestazioni. Questo, per assicurare la migliore irradiazione del segnale in
ogni angolo di elevazione nel piano contenente la loop in modo da garantire la comunicazione parimenti a breve, media e grande distanza.
7) Un ridotto numero di modelli (3 in tutto) in grado di coprire, in maniera continua, le
HF da 1.750 MHZ a 29.800 MHz e così consentire, già con una sola antenna, di utilizzare una consistente porzione dello spettro di frequenze a disposizione.
Di seguito vi forniamo la denominazione, il diametro e la copertura di frequenza di
Baby - Ø 1 metro, da 6.600 a 29.800 MHz
Midi - Ø 2 metri, da 3.500 a 14.500 MHz
Maxi - Ø 4 metri, da 1.750 a 7.300 MHz
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LOOP ANTENNA
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Scelta dei materiali
Soltanto il meglio, rispettando inflessibilmente i nostri sette punti elencati, che garan-
tisse massima robustezza, inalterabilità agli agenti atmosferici esterni, durata ed effi-
cienza.
Così abbiamo scelto ed addottato:
a) tubi in lega di alluminio 60/60 del
- 50 x 2 mm. di spessore per il Mod. Baby, peso netto 16 Kg. compr. staffa sost.
- 75 x 2 mm. di spessore per il Mod. Midi, peso netto 20 Kg. compr. staffa sost.
- 140 x 5 mm. di spessore per il Mod. Maxi, peso netto 105 Kg. compr. staffa sost.
b) acciaio inox per la bulloneria ed il perno del semiloop mobile che, a sua volta, ruota su
bronzine (per la Maxi, su cuscinetti autocentranti).
c) teflon per i pattini guidalame del condensatore variabile di accordo.
d) acciaio inox per la staffa di sostegno.
e) attuatori (dotati di adeguati schermi e filtri RF) di:
- 8 pollici, 12 volt per il modello Baby;
- 10 pollici, 24 volt per il modello Midi;
- 24 pollici, 36 volt per il modello Maxi.
f) Loop Controller di sintonia a distanza, completo di alimentatore (220 - 240 V. - 12 V
c.c. per Baby e 24 V c.c. per Midi), controllo mediante microprocessore e display
(retroilluminato) alfanumerico a matrice di punti.
g) tastiera intuitiva per il Loop Controller.
Una sola annotazione relativa ai pesi netti delle antenne: sono eloquenti, anche se
comprendono la staffa di sostegno, e denotano come la robustezza del complesso
radiante sia stata una costante nella progettazione e realizzazione della LOOP
ANTENNA.
LOOP ANTENNA
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Realizzazione meccanica
Speciali macchine ed attrezzature provvedono a sago-
mare uniformemente il tubo in lega di alluminio in modo da
garantire l'integrità strutturale delle LOOP ANTENNA.
L'uso esteso della elettrosaldatura a T.I.G. (Tungsteno ad
iniezione di gas) assicura la certezza dei contatti e la mas-
sima robustezza ed indeformabilità anche in presenza di
notevoli pressioni esercitate sull'intera struttura da forti venti.
Il contatto dell'unica parte mobile (peraltro di pochi gra-
di), nella parte centrale in basso della loop, viene assicurato
da una lamina di almeno 120 mmq. di sezione, specialmente
sagomata ed in acciaio inox, che viene fissata da 3 bulloni
inox a ciascun semiloop previa applicazione della speciale
pasta antiossido (in dotazione).
Il perno del semiloop mobile, come già detto, è in acciaio
inox su bronzine (su cuscinetti autocentranti per la
Maxi).
(*) Ogni singola antenna - in tutte le sue parti e prima della spedizione - deve superare
severi standard di collaudo onde evitare ogni problema all'utilizzatore finale.
Per le due LOOP ANTENNA di
maggiori dimensioni, formate da
quattro archi di cerchio, abbiamo
preferito adottare una soluzione
meccanicamente raffinata: la giunzione ed il contatto vengono assicurati da speciali flange con scanalature di alta precisione che
ritengono ermeticamente la speciale pasta antiossido (in dotazione).
Ogni coppia di flange è stabilmente fissata da ben 6 bulloni inox per la Midi (8 bulloni
inox per la Maxi).
Le robuste staffe di ancoraggio al mast, in acciaio inox, accettano tubi di sostegno di Ø
di 60 - 75 mm per i modelli Baby e Midi, e di Ø 90 - 114 mm per il modello Maxi.
Tutto quanto ritenuto necessario affinchè le LOOP ANTENNA possano sostenere le
più avverse condizioni climatiche e forti pressioni del vento, è stato adottato.(*)
fig. 1
fig. 2
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LOOP ANTENNA
CIRO MAZZONI RADIOCOMUNICAZIONI - Verona, Italia.
Il loop controller A.T.U sintonizza in modo automatico la loop I3 VHF
semplicemente digitando la frequenza sulla tastiera in dotazione!
La risoluzione è di 1 KHz da 1,75 a 30 MHz
Non richiede l’uso del trasmettitore per la sintonia.
Il display indica la frequenza impostata e il R.O.S.
E’ possibile ripetere l’ultima operazione di sintonia con un solo tasto
(utile quando la frequenza di lavoro rimane invariata per lunghi periodi.
led rosso acceso - sintonia
led verde acceso - motore in funzione
Dati tecnici
copertura 1.75 ÷ 30 MHz
generatore D.D.S. clock 32 MHz
stabilità ± 50 Hz
livello di uscita + 8 dBm / 50 Ohm
massima potenza in transito
250 W p.e.p.
alimentazione 12 V dc per Baby
24 V dc per Midi
Alimentatore esterno 220 V ac
(in dotazione)
R.F. in - out SO 239
Automatic Tuner Unit - A.T.U.
LOOP ANTENNA
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Sistema di imballaggio
In questa fase, il computer ed il C.A.D. (Computer Aided Design) sono stati usati in
maniera estesa ed intensa.
Per quanto riguarda l'ultimo dei modelli, il più grande, dobbiamo dire che si tratta di 25 kg. di solo legno che serve ad ingabbiare la poderosa struttura dei pacchi lamellari del condensatore
variabile. Il resto, e segnatamente i quattro elementi tubolari,
viaggiano ben distanziati tra loro e ricoperti di materiale plastico
di protezione.
Certo, il miglior imballaggio di questo mondo non può proteggere il suo contenuto contro manovre arrischiate oppure incidenti e, ancora certamente, non esime chi riceve la merce
dall'effettuare un immediato e accurato controllo (in modo da far
subito notare al vettore ogni eventuale sua responsabilità),
anche se è stato fatto quanto possibile oggi per evitare danni alle
LOOP ANTENNA durante il trasporto dalla nostra sede al desti-
natario.
Baby kg. 16 kg. 26 kg. 10
Midi kg. 20 kg. 32 kg. 12
Maxi kg. 105 kg. 130 kg. 25
Modello peso netto peso lordo differenza
Ogni disegno relativo all'imballaggio è stato realizzato, collaudato nelle più dure situazioni di trasporto e parecchie volte
modificato fino alla versione definitiva.
I vari tipi di cartone e, all'occorrenza, l'integrazione con il
legno, sono stati i materiali che hanno infine consentito di dare
l'OK all'imballaggio definitivo con la certezza di aver realizzato
il meglio possibile per far ricevere al Cliente-utilizzatore la sua
LOOP ANTENNA nelle stesse condizioni di partenza.
Per supportare quanto detto, ci affideremo ancora una
volta alle cifre che rappresentano altrettanti punti fermi. Ci riferiamo ai pesi, netto e lordo, di ciascuno dei modelli da noi prodotti.
La differenza di ciascuna coppia dei pesi rappresenta la
massa dell'imballaggio, la sua "sostanza", che è tutt'altro che
indiferente.
Vediamoli insieme questi pesi:
fig. 5
fig. 6
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LOOP ANTENNA
CIRO MAZZONI RADIOCOMUNICAZIONI - Verona, Italia.
Caratteristiche elettriche e meccaniche della Baby
Caratteristiche elettriche
Copertura continua da 6.600 ÷ 29.800 MHz
R.O.S. inferiore ad 1,3 : 1 (valore medio)
Rapporto fronte - retro : 6 db (alim. asimmetrica)
Rapporto fronte - lato : 25 db
Ingresso 50 Ohm su gamma match in corto cir-
cuito (protezione delle apparecchiature
dalle scariche elettrostatiche).
Rumore ed armoniche del tutto trascurabili.
L = 3 µH Q = 1.100 a 7.0 MHz
C = 400 pF a 17 KV r.m.s.
Potenze applicabili: 450 W fino a 21 MHz **
1 K W da 22.0 ÷ 29.800 MHz**
Largh. banda: 4 KHz @ 7.0 MHz
6 KHz @ 14.0 MHz
12KHz @ 21.0 MHz
20KHz @ 28.0 MHz
Efficienza riferita al dipolo ½ (1 punto "S" = 6 db) :
- 4 db @ 7.0 MHz
- 0.3 db @ 28.0 MHz
**NOTA: Con questa LOOP ANTENNA la potenza di
picco è uguale alla potenza continua.
Caratteristiche meccaniche
Diametro antenna 1.0 mt.
Lega di alluminio 60/60 elettrosaldato a T.I.G. (Tungsteno ad iniezione di gas).
Elemento tubolare Ø 50 x 2 mm. di spessore.
Bulloneria e perno del semiloop mobile in acciaio inox su bronzine.
Staffa di ancoraggio in acciaio inox per mast di Ø 60 ÷ 76 mm.
Peso netto/lordo Kg. 16/26.
Superficie totale al vento 0.25 mq.
Massima velocità del vento tollerata dalla struttura 161 km/h.
Spinta sull'antenna per vento 129 km/h = 240 N.
Momento flettente max alla base del sostegno nel punto di fissaggio di un mast di ferro
(Ø 6 cm. ed alto 3.0 m.) = 720 N/m.
Nota: Le Norme C.E.I. 12-43 prevedono per zone molto ventose e con possibili formazioni di
ghiaccio, l'installazione di idonea controventatura (nel nostro caso NON metallica).
CONDENSATORE
ATTUATORE
PALO DI SOSTEGNO
STAFFA
Ø 1.0 m.
fig. 7
FRONTE
/////////////////////////////////////////////////////////////////
2.00 m.
Ground piano
S.W.R. TEST Copertura da 6.600 a 29.800 Mhz
2.0
1.8
1.5
1.1
.
1.4
.
.
1.5
1.6
.
1.2
/////////////////////////////////////////////////////////////////
2.00 m.
Ground piano
Mhz 7.000 10.000 14.000 18.000 21.000 24.000 27.000 28.000 30.000
2.0
1.8
1.5
1.1
.
1.4
.
.
1.5
1.6
.
1.2
.
1.7
fig. 8
LOOP ANTENNA
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CIRO MAZZONI RADIOCOMUNICAZIONI - Verona, Italia.
Caratteristiche elettriche e meccaniche della Midi
Caratteristiche elettriche
Copertura continua da 3.500 - 14.500 MHz
R.O.S. inferiore a 1,2 : 1 (valore medio)
Rapporto fronte - retro : 6 db (alim. asimmetrica)
Rapporto fronte - lato : 25 db
Ingresso 50 Ohm su gamma match in corto circui-
to (protezione delle apparecchiature dalle
scariche elettrostatiche)
Rumore ed armoniche del tutto trascurabili.
L = 4,5 µH Q = 1.500 a 3.5 MHz
C = 560 pF a 14 KV r.m.s.
Potenze applicabili: 300 W 3.5 ÷ 7.0 MHz**
800 W 8.0 ÷ 14.5 MHz**
Largh. banda: 4 KHz @ 3.5 MHz
6 KHz @ 7.0 MHz
10 KHz @ 14.0 MHz
Efficienza riferita al dipolo ½ (1 punto "S" = 6 db) :
- 4 db @ 3.5 MHz
- 0.3 db @ 14.0 MHz
Caratteristiche meccaniche
Diametro antenna 2.0 mt.
Lega di alluminio 60/60 elettrosaldato a T.I.G. (Tungsteno ad iniezione di gas).
Elemento tubolare Ø 75 x 2 mm. di spessore.
Bulloneria e perno del semiloop mobile in acciaio inox su bronzine.
Staffa di ancoraggio in acciaio inox per mast di Ø 60÷ 76 mm.
Peso netto/lordo Kg. 20/32.
Superficie totale al vento 0.5 mq.
Massima velocità del vento tollerata dalla struttura 161 km/h.
Spinta sull'antenna per vento 129 km/h = 480 N.
Momento flettente max alla base del sostegno nel punto di fissaggio di un mast di ferro
(Ø 6 cm. ed alto 3.5 m.) = 1.680 N/m.
Nota: Le Norme C.E.I. 12-43 prevedono per zone molto ventose e con possibili formazioni di
ghiaccio, l'installazione di idonea controventatura (nel nostro caso NON metallica).
CONDENSATORE
ATTUATORE
STAFFA
GAMMA MATCH
FLANGIA
FRONTE
fig. 9
**NOTA: Con questa LOOP ANTENNA la potenza di
picco è uguale alla potenza continua.
MHz 3.500 4,500 6,000 7,000 8,000 10,000 12,000 13,000 14,000 15,000
1,8
1,5
1,2
1,1
1,0
.
1,1
1,5
S.W.R. TEST
Copertura continua da 3,5 a 14,5 MHz
fig. 10
Ø 2.0 m
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