Impedanciaillesztés, szimmetrizálás rádiófrekvencián

A HamWiki wikiből

Antenna telepítése során gyakran előfordul, hogy az antenna talppontja szimmetrikus táplálást igényel, illetve nem egyezik az impedanciája a leggyakrabban használt 50 ohm-os koaxkábellel. Alább két igen elterjedt fajtát mutatunk be.

Kábellel kivitelezve

Koax balun.

Koax balun (VHF balun)

A hurok hossza villamos szempontból fél hullámhossznyi, azaz
[math]l_{villamos} = \frac 1 2 \lambda = \frac 1 2 \frac c f[/math].
Fizikai hosszánál figyelembe kell venni rövidülési tényezőjét ( k ), így
[math]l_{fizikai} = k * \frac {150} {f} [/math], ahol

  • [math]l[/math] méterben,
  • [math]f[/math] MHz-ben értendő.

A koaxkábelek rövidülési tényezői a Koax kábel szócikkben megtalálhatók. A hurokhoz használt kábel impedanciájának nem kell megegyeznie a levezető kábel impedanciájával.

A fenti balun 50 Ω-os koaxkábelt feltételezve 50 * 4 = 200 Ω-os impedanciát mutat a felső két ponton, ráadásul szimmetrikus formában.

Előnye a koax balunnak a könnyű kivitelezhetőség, hátránya, hogy csak egyetlen rádióamatőr sávon használható, továbbá rövidhullámon hosszú kábelre van szükség, amelynek már számottevő vesztesége és súlya van.

Koax balun λ/4 csonkkal

Koax balun λ/4 csonkkal

Az ábrán látható megoldást λ/4 elektromos hosszúságú csonk segítségével lehet elkészíteni. Szintén 4:1-es impedancia transzformálást és szimmetrizálást ad eredményül.

Chokee-balun

A koaxkábelt feltekerjük egy, a hajlítási sugaránál vastagabb műanyag hordozóra, jobb esetben nagy méretű ferrit gyűrüre. A minimális menetszám a frenvenciától függ, de nagyságrendileg 10-20 menet környéki. Ezzel az 1:1-es impedancia arányú megoldással készen is vagyunk, ugyanis a soros induktivitás az árnyékolás antenna felöli végét elválasztja a rádió felé futó kábel árnyékolásától.

Előnye, hogy szélessávú szimmetrizáló tag készíthető vele. Elterjedt megoldás rövidhullámon.

Egyéb, csonkkal létesíthető impedancia illesztők

NYÁK lemezen kivitelezve

UHF de leginkább SHF tartományban a fent ismertetett transzformátorokat NYÁK lemezen szokták elkészíteni.

Trafóval

4:1 szimmetrizáló trafó
trafó elvben
trafó elkészítve

A baloldali ábrán egy fixen elkészíthető, nagyobb ferritgyűrüre tekercselt balun trafó látható. A koaxkábel impedanciáját 4-szeresére transzformálja és szimmetrizálja.

A jobb oldali ábrán látható trafó egy igen varázslatos elrendezésre ad lehetőséget, így kitelepült állomások számára igen hasznos segédeszköz.

Lehetőségek:

  • Szimmetrizálás: a 3. lábra a koax árnyékolása, az 1-esre a melegér. A 2-es és 4-es láb a szimmetrikus 1:1 impedancia arányt fogja adni.
  • Impedancia transzformálás: az 1. lábra a koax árnyékolása és az egyik elvezetés, a második lábra a koax meleg ere. A 3. lábon 1:4 (200 Ω), a 4. lábon 1:9 (450 Ω), az 5. lábon 1:16 (800 Ω) impedanciatranszformáció fog jelentkezni. Zárójelben az 50 Ω-os betáplálásra vonatkoztatva van feltüntetve a kimenő impedancia.
  • A tekercs induktivitásánál fogva forgókondenzátor beiktatásával hangolt kört is készíthetünk, amivel tetszőleges impedanciaillesztést is megvalósíthatunk. Lásd alább.
  • Továbbfejlesztés: Az ábrán látható transzformátor még egy, független tekerccsel történő ellátása tovább bővíti a lehetőségeket.

A fenti áramkör előnye a nagy sávszélesség, így előszeretettel alkalmazott megoldás.

Impedancia illesztés tekercs + forgókondenzátor segítségével

Az alábbiakban ismertetett impedancia illesztő tagok mind hangoltak, ezáltal a frekvencia nagyobb mértékű hangolásával ezeket is utána kell állítani.

L taggal

π (pi) taggal