Domanda:
Impedenza corrispondente a diverse linee di alimentazione
Italic_
2015-01-05 18:28:40 UTC
view on stackexchange narkive permalink

(Prometto che ci sarà una domanda in questo muro di testo. Sto solo fornendo il contesto.)

Ho voluto provare a costruire il mio sistema di antenna per l'ultimo poche settimane e durante la ricerca, sono emerse una serie di domande. In particolare, abbinare trasmettitori, linee di alimentazione e antenne per creare un sistema completamente bilanciato.

Questo sito, gestito da W5ALT, offre un'ottima panoramica del motivo per cui i diversi sistemi devono essere adattati all'impedenza per funzionare correttamente, così come le conseguenze di un adattamento dell'impedenza improprio. Capisco quindi perché un balun dovrebbe essere utilizzato per l'alimentazione coassiale di un dipolo bilanciato, sia per scopi di bilanciamento che di impedenza.

Sono andato anche alla ricerca di diverse antenne per uso portatile. Stackexchange mi ha portato all'articolo QST dell'ottobre 1984 su un ciclo delta a onda intera. Una di queste configurazioni (vedere l'immagine seguente, parte B) descrive una linea ladder da 450 ohm che entra in un punto di alimentazione da 100 ohm sul loop.

W1FB (B) full-wave loop scheme

Su questo sito, l'autore dice di NON usare un balun tra la linea di alimentazione coassiale da 50 o 75 ohm e la linea di alimentazione da 100 ohm feed point:

Non utilizzare un Balun su questa antenna! Su un loop orientato orizzontalmente puoi alimentare un angolo, il centro di un lato o ovunque non sia importante.

Ho anche un dipolo ripiegato alimentato direttamente da ladderline (Cobra Ultralite Sr.) che funziona abbastanza bene (sono stato eliminato con un pile-up per una gara portoghese; non può essere così male) . È alimentato da un cavo coassiale da 50 ohm da un sintonizzatore in un balun 1: 4 alla linea ladder. Da varie fonti su Internet, l'impedenza tipica di un dipolo risonante è di circa 73 ohm. Un dipolo piegato aumenterà questa impedenza al quadrato del numero di elementi paralleli (per l'ultralite sr. Con 3 elementi paralleli, calcolo 9 * 73 = 657 ohm di impedenza). La linea di alimentazione potrebbe benissimo essere una linea ladder da 600 ohm (non ne sono sicuro; la linea non è contrassegnata da impedenza).

Quindi la mia domanda è questa: in particolare, perché il design del loop a onda intera W1FB non richiede una qualche forma di trasformatore tra la linea ladder da 450 ohm e Antenna da 100 ohm? La mia ricerca mi dice che è ovvio che avere un'impedenza abbinata consentirebbe un trasferimento di potenza più efficiente dalla linea di alimentazione all'antenna. È perché la ladderline è bilanciata? È ammesso questo tipo di disadattamento di impedenza? È una regola che non hai bisogno di un balun per ladderline? È solo una scelta del designer? Ho familiarità con l'argomento dell'elettronica, ma certamente non sono un ingegnere elettrico, quindi la teoria alla base di questo sembra contraddire gli esempi pratici.

Grazie per tutto l'aiuto. Ho cercato di trovare una ragione per questo per giorni e nulla mi sembra logico.

Tre risposte:
Phil Frost - W8II
2015-01-05 22:15:59 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Non ha senso perché le persone su Internet hanno torto o sono male informate, presentano informazioni contrastanti o semplicemente non sanno di cosa stanno parlando.

Le discrepanze di impedenza non sono la fine del mondo. Un disadattamento di impedenza non causa, di per sé, perdita di potenza. Fa sì che la potenza venga riflessa , a quel punto andrà nella direzione opposta fino a quando non viene assorbita o incontra un altro disadattamento di impedenza che la riflette all'antenna. Quando torna all'antenna, parte di quella potenza viene irradiata e il resto si riflette di nuovo avanti e indietro finché non viene irradiato completamente.

Infatti, se si dispone di una linea di trasmissione senza perdite, l'impedenza non corrisponde non importerebbe affatto. Ogni particella di potenza si rifletterebbe avanti e indietro finché non viene irradiata.

Non possiamo avere una linea di trasmissione senza perdite, ma possiamo mantenere le perdite molto basse. Un modo è acquistare un buon coassiale. Un buon coassiale è costoso. Un altro modo è usare la scala a pioli. Per il costo, la linea scala ha una perdita inferiore rispetto al cavo coassiale.

È interessante notare che un pezzo di linea di trasmissione può essere utilizzato come trasformatore. Se quella linea di trasmissione è lunga 1/4 d'onda, si chiama trasformatore a un quarto d'onda e fa sembrare l'impedenza coniugata a qualsiasi cosa alla fine. Questo fa parte di quello che sta succedendo in alcune di queste antenne, ma c'è un problema ...

Ogni volta che senti qualcuno dire "non usare un balun", dovresti pensare:

  • potrebbero non avere una buona conoscenza dell'ingegneria RF e
  • la linea di alimentazione è effettivamente parte dell'antenna
  • Vedi Uso di un balun con un dipolo risonante. Puoi assolutamente alimentare un dipolo senza balun, ma devi capire che se lo fai, il coassiale è tanto dell'antenna quanto il balun. Ciò significa che tutto ciò che leggi sui dipoli (come il loro diagramma di radiazione, l'impedenza del punto di alimentazione, ecc.) Non si applica. Non significa necessariamente che sia una cattiva antenna, è solo un altro tipo di antenna che potrebbe essere buona o cattiva. Poiché la geometria della linea di alimentazione è diversa in ogni stazione, non significa nulla. Significa solo che non lo sai.

    Sii particolarmente dubbioso quando senti "non usare un balun" in combinazione con "antenna multibanda". Un modo per creare un'antenna multibanda è progettare l'antenna in modo tale che ci siano molte correnti di modo comune sulla linea di alimentazione, rendendo così la linea di alimentazione in effetti una antenna a filo lungo. L '"antenna" è in realtà solo una distrazione: la linea di alimentazione fa la maggior parte delle radiazioni. Ci sono parecchie antenne che discutibilmente funzionano in questo modo.

    Spero che questo risolva abbastanza le tue preoccupazioni. Non posso davvero spiegare ogni tua domanda (sarebbe un intero libro sulla progettazione dell'antenna), ma a prescindere da qui ci sono alcune buone lezioni da imparare:

    • Internet può essere sbagliato,
    • soprattutto quando i radioamatori parlano di antenne,
    • la tua intuizione riguardo a cose che non hanno senso è ben fondata e
    • il modo migliore per imparare come le cose realmente il lavoro implica una buona dose di scetticismo.
    Durante la ricerca mi sono imbattuto nel sito di W8JI e in antenna-theory.com e li ho nascosti per ulteriori letture. Grazie per il chiarimento. Immagino che il punto chiave sarebbe evitare RF e correnti di modo comune nella baracca per proteggersi da ustioni e quant'altro. Grazie mille a Phil e K7PEH per le vostre risposte. Sono entrambi molto utili.
    @Italic_ ne fa sicuramente parte, anche se a 100 W il rischio di ustioni è piuttosto basso. Tieni anche a mente: se irradia, riceve anche e quella linea di alimentazione scorre direttamente nella tua baracca vicino a computer rumorosi e cavi domestici. Portare l'antenna a soli 20 piedi da casa tua può fare un'enorme differenza in termini di rumore, ma se la tua linea di alimentazione (e tutto il telaio dell'attrezzatura e il cablaggio CA della casa ...) fa parte dell'antenna, in realtà non stai ricevendo il antenna lontana dalla casa.
    K7PEH
    2015-01-05 23:47:49 UTC
    view on stackexchange narkive permalink

    La tua domanda: "... in particolare, perché il design del loop a onda intera W1FB non richiede una qualche forma di trasformatore tra la linea ladder da 450 ohm e l'antenna da 100 ohm?"

    In realtà, molti loop delta orizzontali e loop quadrati vengono azionati senza una trasformazione di impedenza. Questo perché una singola trasformazione di impedenza di solito non è la soluzione migliore quando un'antenna viene utilizzata per più bande e spesso gli anelli delta e quadrati sono considerati antenne multibanda.

    Ho usato un delta a onda intera di 80 metri loop per anni operando da 80 a 10 metri. Quando dico loop delta a onda intera di 80 metri, intendo che avevo una lunghezza d'onda completa di filo in aria come il delta loop. L'ho alimentato (a un piede da un angolo perché era fisicamente meglio farlo in quel modo) usando una linea di scala in stile finestra da 450 ohm. Nel momento in cui la linea di trasmissione è stata portata nella mia "baracca" ho usato un Balun 1: 1 per passare da a coassiale. La mia corsa coassiale usando LMR400 (bassa perdita) era a circa 10 piedi dal mio sintonizzatore d'antenna. Un simile sintonizzatore d'antenna è una necessità con un'antenna multibanda.

    Questa era un'eccellente antenna a filo e funziona molto bene. Alle frequenze più alte (oltre 80) ha lobi di guadagno maggiore (ovviamente nulli anche loro) quindi se posizionato correttamente si può avere una bella antenna ad alto guadagno. I miei modelli che utilizzano NEC4 hanno mostrato lobi di guadagno fino a 9: 1 sul radiatore a dipolo senza terreno isotropo.

    Si discute molto sul trasformatore balun se debba essere 1: 1, 4: 1, 6: 1 e così via. Il motivo per cui ho scelto 1: 1 è che lascia il lavoro di abbinamento al mio sintonizzatore d'antenna piuttosto che cercare di risolverlo nel trasformatore del balun stesso, il che sarebbe comunque buono solo per una singola banda (se non del tutto).

    Continuerei a utilizzare il delta loop se non fosse per il fatto che ho dovuto tagliare uno degli alberi di cedro alti 90 piedi che sono stati usati come uno dei punti di ancoraggio.

    tomnexus
    2015-01-06 03:56:48 UTC
    view on stackexchange narkive permalink

    Concordo al 110% sul fatto che sia richiesto un balun, altrimenti hai mezzo loop e mezzo monopolo strano, con molta corrente sul cavo, nella baracca ecc.

    Balun va dove cambi da Balanced a Unbalanced, e può essere un'induttanza, non un trasformatore.

    La scelta di 70 'di linea da 450 ohm è strana. La linea a filo aperto è ottima, a bassa perdita ed economica, ma 70 'è esattamente un quarto d'onda in 80m, quindi trasformerà i presunti 100 ohm in forse 1600 ohm. Troppo alto per il balun 4: 1. Piuttosto usa un multiplo pari di 70 ', in modo che l'impedenza sia tornata a qualcosa vicino a 100 ohm. Ovviamente se è un'antenna multibanda, è molto più complicata e richiede ore di simulazione.

    Un balun di strozzamento di modo comune di diversi giri di COAX intorno a un tubo di plastica da 4 "non è quasi sufficiente. Sul mio dipolo ventola 80/40, al punto di alimentazione ho 7 giri attraverso sei nuclei toroidali di ferrite (giusto # 31). dovrebbe cercare di ottenere 10 volte l'impedenza al punto di alimentazione (se si tratta di un balun del punto di alimentazione) Un buon documento sul design dei balun di strozzamento può essere trovato su http://k9yc.com/RFI-Ham.pdf.
    Ottenere 10x in questo caso non è troppo difficile, ma un tubo da 4 "è più piccolo dell'ottimale. Con la formula dell'induttore ARRL ottengo 1000 Ohm a 3,5 MHz con: 11 giri di RG58 su un precedente da 10" o 9 giri di RG213 su circa 16 ". Facile da costruire, ma richiede comunque 9 o 12 m di cavo coassiale. Le ferriti saranno molto più piccole e avranno prestazioni migliori.
    dovresti leggere il documento che ho linkato nel commento sopra, in particolare le sezioni e i grafici che mostrano i vari progetti per i balun choke. Ho già utilizzato induttori su forme di tubi in PVC ma sono sempre stati inadeguati in situazioni di corrente di modo comune generata a potenze limite legali. Potresti avere 10 dB di soppressione e avere comunque correnti di modo comune valide quando si trasmette CW a 1 KW o superiore. Il mio balun choke è proprio nel punto di alimentazione centrale dell'antenna (a cui appartiene).
    È vero, le ferriti sono più piccole e funzionano meglio di una bobina con nucleo in aria. Non aiuta a rendere uno starter migliore della perfezione della disposizione antenna / coassiale. Se è un sito pulito, albero dritto e tutto il resto simmetrico, allora niente si accoppia alla linea di alimentazione e un balun 5k è tutto ciò di cui hai bisogno. Se il feed corre mai parallelo all'antenna, o il loop è un po 'vicino a un albero in un angolo, allora si accoppia più in quel modo. Meglio mettere un po 'di impedenza di strozzatura ogni wl / 4 mentre procedi. Lo scriverò come una domanda il prossimo fine settimana e potremo scoprire NEC2 e approfondirlo.


    Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
    Loading...