Domanda:
Come funziona un balun piegato?
Phil Frost - W8II
2015-02-09 06:49:04 UTC
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Un balun piegato è costituito da due conduttori paralleli di un quarto di lunghezza d'onda. Un'immagine vale più di mille parole:

folded balun

Ecco alcune immagini di una costruzione reale di Gisela & Joe Noci su diydrones.com:

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A volte sono stampate su un PCB, quindi le sezioni a quarto d'onda non sono tracce coassiali ma PCB.

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Come funziona questo balun?

Due risposte:
Phil Frost - W8II
2015-02-09 06:49:04 UTC
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È più facile vedere cosa sta succedendo con un po 'di riorganizzazione. Immagina questo tubo costruito:

antenna and balun of tubing

Il punto di alimentazione è ancora dove sarebbe su un dipolo senza il balun. Il punto di alimentazione vede il dipolo come al solito (blu).

Parallelamente a questo c'è una linea di trasmissione a due conduttori formata dalle due sezioni parallele del balun (rosso). Questa è una sezione a un quarto d'onda con un corto alla fine, quindi sembra un'impedenza infinita. Un'impedenza infinita in parallelo con il dipolo al feedpoint non cambia l'impedenza che vede il feedpoint. La sezione rossa potrebbe anche non esserci affatto.

Poi, c'è questo mozzicone verde in basso. È insignificante per il funzionamento dell'antenna perché su di essa non possono esserci correnti. Sebbene possano esserci correnti del balun (sezione rossa), sono uguali e opposte, quindi nel punto in cui si trova lo stub verde, si annullano. Quindi non puoi guidare una corrente sullo stub verde tramite il punto di alimentazione. Inoltre, poiché lo stub verde è simmetrico rispetto al dipolo, avrà la stessa capacità per entrambe le metà del dipolo, e quindi non puoi nemmeno guidare una corrente sullo stub verde in modo capacitivo.

Quindi non c'è modo di guidare una corrente sullo stub verde tramite il punto di alimentazione. Sembra esattamente quello che vogliamo in un balun, se lo stub verde è lo scudo coassiale. Il problema è che il punto di alimentazione è lassù in alto. Come si può collegare lo schermo in basso mentre il punto di alimentazione è in alto? Facile, se è fatto di tubi. Basta tagliare un piccolo foro vicino al punto di alimentazione e far scorrere la linea di alimentazione all'interno del tubo. Lo schermo è collegato a metà del dipolo nel foro e il conduttore centrale passa attraverso il foro per alimentare l'altro lato:

with feedline inside

Questo è equivalente al costruzione più usuale:

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Questo utilizza il cavo coassiale come tubo e poiché la distanza tra le metà del balun è solitamente molto piccola (assumendo diametri coassiali molto più piccoli della lunghezza d'onda), non uscire esattamente al centro ha un impatto trascurabile sulle prestazioni.

Facendo scorrere la linea di alimentazione "all'interno" dell'antenna e del balun, abbiamo la possibilità di collegare lo scudo in una posizione dove non può esserci corrente di modo comune, mentre colleghiamo il punto di alimentazione da qualche altra parte. Un trucco simile viene utilizzato dall ' antenna a telaio schermato.

tomnexus
2015-02-10 01:05:03 UTC
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È possibile realizzare un balun piegato su un PCB a doppia faccia, con una pista sopra un PCB a doppia faccia. Questo rende l'intero yagi (o dipolo o vivaldi) abbastanza facile da fabbricare.

Sembra qualcosa del genere (terribilmente non in scala) PCB infinite balun

Il cortocircuito 1 / Lo stub a 4 onde aiuta già molto con la corrispondenza, amplia piacevolmente la larghezza di banda di un dipolo. Per problemi di corrispondenza più difficili, puoi

  1. progettare la yagi per un'impedenza del punto di alimentazione ragionevole, ovviamente
  2. regolare la lunghezza dell'elemento guidato
  3. regolare la profondità del balun in breve, riempiendolo o estendendolo indietro, il che consente di aggiungere un po 'di induttanza o capacità parallela
  4. usa uno stub aperto a 1/4 d'onda per eccitare l'altra metà del dipolo, che consente di aggiungere alcune induttanze o capacità in serie. Il feed sarà quindi questo:
    extra-credit feedpoint

Tieni presente che il normale PCB in fibra di vetro è piuttosto lossy, quindi alle frequenze GHz questa non è un'antenna molto efficiente. Aiuta a rendere solo l'area di alimentazione fuori dal PCB e il resto da metallo solido, filo, ecc., Ma c'è ancora la perdita della linea di trasmissione, che è molto peggio del coassiale. Anche andare a un Rogers o un altro dielettrico a bassa perdita aiuta.

Suppongo che questo funzioni perché le tracce dello strato laterale superiore sono più strette e quindi sbilanciano solo trascuratamente la disposizione?
(cioè, nonostante non sia completamente chiuso, come coassiale o stripline)
Qual è esattamente la linea rossa spessa nei tuoi diagrammi? Poiché il cavo coassiale è mostrato per terminare al centro, l'unica interpretazione che mi viene in mente è un filo fluttuante sopra la traccia, che penserei avrebbe un'impedenza scarsamente controllata e soggetto a danni.
@KevinReidAG6YO Presumo sia un'altra traccia stampata su un livello separato, che crea una [linea di trasmissione a microstriscia] (http://en.wikipedia.org/wiki/Microstrip).
Ah, mi sono perso la parte in cui si diceva che si trattava di un layout a doppia faccia. Nonostante le menzioni di vias. Duh.
@PhilFrost Sì, è una microstriscia. Se il terreno è circa 3 volte più largo della traccia e il PCB è la metà dello spessore della linea (circa 50 ohm), lo squilibrio è piuttosto piccolo. Anche il dielettrico aiuta molto a contenere i campi.


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.
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