2.4Ghz Power Splitter

Un power splitter (o divider, o combiner) è un circuito che permette di connettere due o più antenne ad un singolo apparato ricetrasmittente.
In alcuni casi questa possibilità è gradita perche' consente di risparmiare l'uso di apparati ricetrasmittenti aggiuntivi. Nei casi di apparati che fungono da ripetitori “trasparenti”, l'uso del power splitter è praticamente obbligatorio in molti casi.
Il power splitter è un circuito molto semplice, che può essere realizzato in vari modi semplicemente perchè si tratta di un banale adattatore di impedenza. Nonostante ciò, nonostante si tratti di un volgare pezzo di metallo, viene venduto a prezzi esagerati (tipo 200 o 300 euro).
Quando si vogliono connettere più antenne ad un solo trasmettitore, sorge un grosso problema: collegando tra loro più antenne, in parallelo od anche i serie, si ottiene un nuovo circuito la cui impedenza sarà diversa da quella di ognuna delle singole antenne (che dovrebbe essere quanto più vicina ai 50 Ohm, uguale all'impedenza dell'apparato ricetrasmittente). Questo comporterebbe una grossa differenza tra l'impedenza del circuito rappresentato dalle antenne e l'impedenza dell'apparato ricetrasmittente; con conseguenza formazione di un'onda stazionaria di dispersione di una buona parte del segnale sul cavo.
Il power splitter non fa altro che adattare l'impedenza delle antenne collegatre tra loro di nuovo a 50 Ohm.

Il progetto qui presentato è basato sul progetto originale di Trash (non c'è nessun altro nome sul sito!), un appassionato di trasmissioni radio che promuove l'uso del PCB (Printed Circuit Board, base per circuiti stampati). Più che altro quello che presentiamo è la realizzazione pratica del progetto originale, magari con qualche dettaglio in più, visto che le istruzioni originali non sono il massimo della chiarezza (sono un po' striminzite).

• Un pezzetto di PCB a doppia faccia, diciamo 3×5 cm
• Un resistore da 100 Ohm a montaggio superficiale. Se non lo trovate (statene certi) usatene come ho fatto io uno normale, da 1/2 Watt.
• Liquido per incidere il PCB
• Saldatore
• Stagno
• 3 connettori N (di genere a piacere) a crimpare + cavo coassiale, oppure 3 connettori N femmina da pannello
• Pennarello indelebile (io uso Uniposca)

Disegnate questo circuito sul PCB (solo la parte in nero, quella in rosso indica il resistore):

Le dimensioni da usare non sono chiare al 100%, nel progetto originale; a quanto ho capito, e mi è stato confermato da un paio di mail da parte di persone più esperte di me, la parte che va dal resistore al punto in cui le due linee di trasmissione si incontrano deve essere pari ad 1/4 Lambda (per i 2.4 Ghz circa 30 mm).
Il resto delle linee del circuito possono essere lunghe quanto si vuole e dirette come si vuole, MA la lunghezza deve essere SEMPRE un multiplo intero di 1/4 Lambda.
La parte posteriore del circuito non va incisa, quindi copritela con qualcosa che la renda impermeabile.
Dopo aver disegnato il circuito, incidetelo e saldate il resistore. Se, come penso, non avete trovato un resistore a montaggio di superficie, pazienza, a me funziona lo stesso con un resistore normale da 1/2 Watt.

Per quanto riguarda il mio prototipo, posso con certezza affermare di aver sbagliato le dimensioni (e di parecchio!) e che il resistore che ho messo non è adatto; tuttavia sembra lo stesso funzionare! (no, non me ne sto vantando, è solo questione di culo!)
Inoltre ho scelto si usare dei connettori N a crimpare e del coassiale, piuttosto che i connettori N femmina da pannello. Infatti usando i femmina da pannello dopo non avrei potuto connettere direttamente le antenne, perche' le mie hanno tutte un connettore N Femmina, e mi sarebbe servito un adattatore (che avrebbe portato un ulteriroe perdita di segnale).
Invece, sulla parte dove vanno montate le antenne ho messo dei connettori N maschio a cui andranno direttamente collegate le antenne, mentre dall'altra parte ho messo un connettore N Femmina (ok, questo potevo sceglierlo da pannello, ma non mi andava! :) ).

Ecco come si presenta il mio prototipo.

Il fatto che la distanza tra i poli centrali del coassiale è proprio 1/4 Lambda è puramente casuale :).

La perdita di inserzione per questo splitter da me realizzato è inferiore a 4 dB. Tenendo conto che le dimensioni di questo prototipo sono completamente sballate, è un ottimo risultato. Inoltre, è necessario tenere presente che uno Splitter a due vie commerciale (che costa caro e amaro) ha una perdita di inserzione di circa 3.5 dB, e che in ogni caso la “perdita” non può essere inferiore a 3 dB. Infatti, il compito di uno splitter a due vie è di ripartire il segnale tra le due antenne, quindi in realtà i 3 dB non sono una perdita, ma una conseguenza della ripartizione del segnale. Tutto ciò che va oltre i 3 dB è la vera e propria perdita, dovuta alle saldature, i connettori, errori di dimensionamento, etc.

Il power splitter proposto è pensato per funzionare a 2 vie, ma nulla vieta di metterne più di uno in serie, per avere splitter a N vie:

Resta solo la regola di 1/4 di Lambda: resistore e incrocio delle due linee devono sempre distare 1/4 Lambda. Le linee di connessione tra i vari punti devono essere 1/4 Lambda.

• Progetto originale di Trash