Kanonik cevap, balonun dipolü (BAlanced) koaksiye (Dengesiz) dönüştürmesidir. Peki bu anlamı?

İletim hatlarının (çift uçlu veya koaksiyel) yayılmaması için, her iletken eşit ve zıt akımlar taşımalıdır. Bu eşit ve zıt akımların birbirini iptal etmesi, iletim hattından uzakta sıfır net alanla sonuçlanır. Akımlar eşit ve zıt değilse, birbirini götürmezler ve fark, harici bir elektromanyetik alana neden olur ve iletim hattınız bir anten gibi yayılır.

Bu genellikle istenmeyen bir durumdur. İletim sırasında, kulübede yüksek RF, hoparlörler, dijital elektronikler vb. İle karışıklık anlamına gelebilir. Yönlü bir antene bağlanırsa, gerçek radyasyon modeli amaçlanan anten ve istem dışı muhtemelen hiç yönlü olmayan besleme hattı tarafından oluşturulan anten. Eğer anteninizi modellediyseniz, model yayılmayan bir besleme hattı varsayar.

Tamam, iyi, yayılmaması için koaksiyel olarak eşit ve zıt akımlara ihtiyacınız var. Bir dipole bağlarsan, onu almalısın. Oldukça simetrik görünüyor, değil mi?

Evet, dipol simetriktir, ancak koaksiyel değildir. Genellikle, kalkan bir yere toprağa tutturulur. Öyle olmasa bile, kalkanın ve merkez iletkenin geometrisi aynı değildir, bu nedenle kalkan, dipole göre merkez iletkenden farklı bir empedansa sahip olacaktır.

Koakstan bağımsız olarak, dipol yine de gerçekten simetrik olmayabilir. Yalnızca anteni değil, yakın alanındaki her şeyi düşünün. Yerle tamamen aynı seviyede mi? Bir uç metal bir oluğa daha mı yakın?

Tüm bu asimetrilerin sonucu, dipolün her bir tarafının besleme noktasına farklı empedanslar sunmasıdır. İdeal olarak anten, verici tarafından kendisine gönderilen tüm gücü kabul eder. Verici tarafından koaksiye sokulan eşit ve zıt akımların her biri, EM enerjisinin yayıldığı dipolün zıt bacaklarına iner. Ancak dipol dengeli olmadığında, dipolün her bir ayağı tarafından kabul edilen akımlar eşit olamaz. Ancak, tüm akımın bir yere gitmesi gerekir, böylece çift kutuplu bacaklar arasındaki akım farkı, vericiye geri koaksiyel olarak yansıtılır. (Unutmayın, bu, yüksek SWR'ye neden olan empedans uyumsuzluklarından farklıdır.) Bununla birlikte, bu akımın merkez iletkende eşit ve zıt bir akımı yoktur, bu nedenle bir anten gibi koaksiyel yayılır.

Balun olmadan koaksiyel beslenen bir dipolü çalıştırırsanız, bu size oluyor, ancak fark etmeyebilirsiniz. Koaksiyel kalkan gayet iyi yayılır ve sinyaliniz hala diğer istasyona giden yolu bulursa ve kendinize RF yanıkları vermezseniz, o zaman sorun yoktur. Besleme hattının kulübeye girişindeki iyi bir RF topraklaması, RF yeniden girişini azaltabilir. 100W'da topraklamaya özel bir dikkat olmasa bile, kulübedeki RF muhtemelen bazı hoparlörlerin vızıldamasını sağlamaktan fazlasını yapmayacaktır, bu "normal" olarak kabul edilebilir.

Bir balun ekleyerek, bu sorundan kaçınmak. Besleme hattını izole ederek, kulübede RF almayacaksınız ve dipolünüz ders kitaplarında açıklanan bir dipol gibi davranacaktır. Anten ayarınız ve performansınız koaksın yakınındaki diğer nesneler tarafından değiştirilmeyecektir, çünkü koaks, antenin bir parçası olmayacaktır. Dipolünüz bir anten için iyi bir konumdaysa ve koaksınız değilse, genel olarak daha iyi bir antene sahip olursunuz.

Bir çift kutup, EM alanları oluşturmak için özel bir makinedir. Buradaki fikir, dipolün iki yarısı arasında, bir EM alanı yaratılacak ve verimli bir şekilde yayılacak şekilde bir voltaj oluşturmaktır.

Unutmayın, voltaj bir farktır iki şey arasında. Besleme hattı veya etrafında başka bir şey olmayan bir çift kutup düşündüğümüzde, dipolün simetrik olduğunu görmek çok basittir. Bir bacaktaki akımlar diğer bacağa karşı voltaj oluşturur, çünkü başka hiçbir şey yoktur.

Dipolü ikiz uç ile beslersek, dipolün nasıl olabileceğini görmek hala kolaydır simetrik olun. Her bacak artık besleme hattına karşı çalışıyor, ancak besleme hattının her iki ucu da birbirine çok yakın olduğu için, antenin yaptığı şeyden eşit olarak etkileniyorlar ve net bir etki yok. Elbette, antenin etrafındaki diğer her şeyin de (Dünya, ağaçlar, oluklar, kuleler vb.) Simetrik olması gerekir ve bu gerçekçi değildir.

Dipolü koaksiyel durum çok farklı. Blendaj, merkez iletkeni herhangi bir dış alandan etkili bir şekilde gizleyerek herhangi bir EM alanını engeller. Artık simetrik bir düzene sahip değilsiniz: dipolün bir ayağı kalkanla bağlantılı, yani gerçekten, bu bir L şekli. Aslında, kalkan, beslemesi amaçlanan dipol kadar antenin bir parçasıdır.

antenindeki mükemmel bir makaleden -theory.com

Öyleyse, şimdi koaksiyelde ilerleyen akımlara ne olduğunu düşünün. Vericiden gelen sinyal $ I_A $ ve eşit ve karşıt $ I_B $ 'dan oluşur. $ I_A $, dipolün bir ayağından aşağı akmalıdır, çünkü gidecek başka yeri yoktur. Bununla birlikte, besleme noktasında, $ I_B $ 'ın iki seçeneği vardır: dipolün ekli ayağından aşağı akabilir veya koaksiyel kalkanı geri yansıtabilir.

Böylece, $ I_B $, bir kısmı ($ I_C $) koaksiyel olarak geri dönecek ve fark ($ I_B-I_C $) da amaçlandığı gibi dipole düşecek şekilde bölünecektir. Bölünmenin derecesi, bu iki seçeneğin göreceli empedansları tarafından belirlenecektir.

Bu genellikle bir sorun değildir, çünkü koaksiyel kalkan, dipol kadar iyi bir anten yapar. Radyasyon modelini korkunç bir şekilde bozar, ancak bir dipol başlamak için yönlü bir anten olmadığından, pek önemi yoktur. Bu, kulübede çok fazla RF alacağınız anlamına gelebilir, ancak 100W ile iletim yapıyorsanız, bunun ciddi sorunlara yol açma olasılığı düşüktür.

Bununla birlikte, bazı daha ince sorunlar da vardır: iletim yapıyorsanız Kulübede RF varsa, kulübeden de RF alıyorsunuz ( karşılıklılık). Anteninizi elektrik hatlarından, güç kaynaklarını değiştirmeden, bilgisayarlardan ve kulübedeki diğer gürültü kaynaklarından uzağa götürebilirsiniz, ancak besleme hattınız aslında antenin bir parçasıysa, o zaman yine de tüm bu gürültüyü alıyorsunuz.

Bir balun kullanarak, bir şekilde dipolün her bir ayağındaki akımları eşit olmaya zorlarsınız, böylece koaksta hiçbir akım geri dönüşü olmaz, böylece koaks yayılmaz ve antenin bir parçası olarak hareket etmez. Birçok tasarım vardır, ancak en yaygın ve etkili olanlardan biri, 1: 1 akım balonu olarak da bilinen basit bir ortak mod boğmasıdır. Bu akıllı cihaz, besleme noktası ile kalkanın dışı arasına büyük bir empedans ekleme etkisine sahiptir (yukarıdaki resimde $ I_B $ ve $ I_C $), bu da akımın dipolden aşağı inmesini nispeten daha çekici hale getirir:

Wikipedia 'dan

50Ω koaksiyel ile 75Ω anten arasındaki uyumsuzluğun bunlarla ilgili olmadığını unutmayın. Besleme hattınız ve anteniniz uyumsuzsa, bazı güç yansımaları alırsınız, ancak bu yansımalar besleme hattının içinde olur ve besleme hattının antenin bir parçası olmasına neden olmaz. Aynı zamanda empedans dönüşümü gerçekleştiren balun tasarımları da vardır, ancak bu balun ile gösterilen işlev değildir. Pratik bir notta, 75Ω, 50Ω'ye yeterince iyi bir eşleşme ve HF'de yeterince düşük tipik besleme hattı kayıplarıdır, bence bu durumda empedans eşleştirme girişimlerinin çoğu gereksizdir ve muhtemelen verimsizlikler yoluyla elde ettiklerinden daha fazla enerji israf eder. daha iyi bir eşleşme.

Başka bir yanıtta K9YC, Jim Brown'un makalesinden bahsediliyor. Bu, amatör radyodaki balunlarla ilgili en iyi referanstır. Bakınız: http://audiosystemsgroup.com/RFI-Ham.pdf

6. Bölüm balunlar ve antenler hakkındadır. "Çoğu balonun birincil işlevi, en azından ham istasyonlarımızda, antenlerimizin onları radyolarımıza bağlayan iletim hatları ile etkileşimini en aza indirmektir." Diyor.

En aza indirdiğimiz etkileşimler ikisi "kulübede RF" ve ortak mod gürültüsüdür.

Gerçek antenler çevreleriyle dengesizdir: ağaçlar, binalar, toprak iletkenliği vb. Bu, iletim hattının iki terminaline sunulan eşit olmayan empedanslara ve diğer yerlere giden RF ile ilgili sorunlara neden olur. Herhangi bir dengesizlik, iletim hattının her iki iletkeni üzerinde ortak mod voltajına dönüşür. Bu, radyolarınızda ve evinizdeki ve komşularınızdaki diğer elektronik cihazlarda iletilen RF ile yayılabilir ve sorunlara neden olabilir.

Ortak mod sinyalleri de alınabilir. Neredeyse tüm yakın gürültü kaynakları iki öğe (ve iletim hattı) tarafından eşit olarak alınacak ve telsizde istenen sinyalle özetlenecek.

Mevcut bir balun (istediğiniz tek tür) olacaktır. ortak mod sinyallerine yüksek empedans ve diferansiyel sinyallere düşük empedans sunar. İkisi 5000Ω ve 50Ω ise, bu ortak mod sinyallerinin 100X zayıflamasıdır.

İki ağaç arasına ve evimizin üzerine dizilmiş yaklaşık 30 'lik bir dipolüm var. Ev, dipolün hemen altında, merkezin dışında çelik bir kirişe sahiptir. Parçalar (40m ve 20m için ayrı) eşit uzunlukta olmasına rağmen, bu açıkça dengesizdir. Bir balun eklemek, alınan gürültüyü yaklaşık 6 dB azalttı.

Bir balunun sakıncaları? Maliyet ve zayıflama. Balunum (Balun Designs'dan), bir tel anten maliyetine önemli bir katkı olan 55 $ 'a mal oldu. İyi tasarlanmış bir toroidal balun 0.1db'lik bir ekleme kaybına sahip olacaktır (bkz. http://www.balundesigns.com/servlet/the-58/QRP-1-cln-1-baluns-balun/Detail). Sarmal koaksiden yapılan bir balun, koaksiyel miktar nedeniyle önemli ölçüde zayıflayabilir.

K9YC'nin makalesinin 6. bölümünü okumanızı şiddetle tavsiye ederim.

Tüm harika yanıtlar, Çoğu rfi, yüksek güce maruz kalan ciddi şekilde uyumsuz antenlerden kaynaklanır. 1'e 1 balonun, zemine yakın bazı çift kutuplu kurulumlarda veya antenden çıkarken simetrik olmayan bir düzende koaksiyel besleme hattı yapılandırıldığında yardımcı olacağını kabul ediyorum. Bir 1'e 1 balun, 75 ila 50 ohm veya her ne için tasarlandığını değil, eşleşmeyi etkilemez.

Çeşitli tel kirişlerimde balun kullanmıyorum ve ciddiyetle Bir balun tarafından eklenen merkez ağırlığı ve 1 / 4wl ve daha yüksek basit dipollerde sorun olmayan çoğu maliyete karşı mevcut bir balun eklenmesine gerek olmadığını gösterecektir.

Phil iş yerinde akımların gidişatını açıklamakta iyi bir iş çıkardı.

Neden ilgilenmeniz gerektiğine gelince, soruda da belirttiğiniz gibi besleme noktası engeli 75Ω ve onu 50Ω koaksiyel besliyorsunuz. Akımlar tam olarak dengelenmemişse, bu RF'nin bir kısmı bu besleme hattını daha düşük bir engelleme yolu olarak görecek ve kullanacaktır.

Yine de çalışacak mı? Evet, sorun değil. Besleme hattı radyasyonu, antenin modelini etkileyecektir, ancak burada dürüst olalım, bir çift kutup zaten yönlü değil, bu yüzden neredeyse kesinlikle fark etmeyeceksiniz.

Geri gelen RF önemli olabilir veya olmayabilir. Kullandığınız güç seviyesine ve frekansa bağlıdır. QRP'yi 80m'de çalıştırıyorsanız, sorun yok. Neredeyse her frekansta 1500w krank yapıyorsanız, şimdi bir sorununuz var.

Çözüm, RF'yi antende kalmaya ikna etmeye yetecek kadar koaksın dışına engel eklemektir. Ne kadar engel kime sorduğunuza bağlıdır? Referansların yeterli olabilmesi için 500Ω kadar küçük bir durum olduğunu gördüm (ARRL El Kitabı), diğerleri 1000Ω (W1HIS) diyor ve hedefin 5000Ω (K9YC) olması gerektiğini belirten uzun ve ilgi çekici bir makale okudum.

Ferrit çekirdekler tarafından sunulan engellemenin frekans (ve sıcaklık) ile değiştiğini unutmayın. Ferrit seçiminde iki ana değişken biçim faktörü ve "karışım" dır (neyden yapıldıkları). Çalışma aralığınızı hedefleyenleri (tipik olarak 43 veya 31'i karıştırın) ve gücü çok fazla ısınmadan idare etmek için yeterince büyük olanları seçmeniz gerekir. Tüm ferritin bir kez aşıldıktan sonra sihirli bir sıcaklığı vardır, engel sıfıra düşer ancak direnç YUKARI yükselir ve koaksınızı eriten termal bir piste neden olur.

SWL alımı için hiç balun kullanmadım. Aslında istenmeyen RF'yi azaltabilir, ancak rastgele koaksiyel dönüşler bile yalnızca alıcı kullanımda yeterince olumlu sonuçlar verebilir. İletim için, açıkça tamamen farklı bir senaryo ve her zaman yarım dalga dipollerde ve Yagis'te 1: 1 balun kullanıyorum.

Sözde "mevcut balun", merkezlerinden geçen koaksiyel besleme hattına sahip bir grup ferrit çekirdekten oluşur. Bu, kalkanın dışındaki RF akım akışını büyük ölçüde azaltır ve bu da RF kayıplarını azaltır. Empedans uyumsuzluğunu etkilemez, ancak bu önemsizdir.