Антенны > Согласование, настройка, питание антенн
Какой балун использовать?
UR5IBX:
Доброго времени суток, коллеги. Посоветуйте, пожалуйста, как мне правильно запитать антенну? Дело в том, что при переезде на новый QTH я вынужден ставить новые антенны. Вариантов не много, а вернее он один. Мачта 11 метров и на ней крест-на-крест два INV. Какой балун лучше использовать-токовый или по напряжению?
Спасибо!
DL2KQ:
Если обе антенны симметричны, то трехобмоточный, по напряжению (строго говоря, только он называется балуном, т.к. обеспечивает симметрирование).
Если несимметричны, то только развязывающий дроссель (который ошибочно называют токовым балуном, хотя балансом он не занимается, у него симметрирование получается только на симметричной антенне как следствие подавления синфазных токов в линии питания).
Curious:
Игорь, а если строго также подойти к вопросу симметрирующего трансформатора - взять две ферритовые трубки, первичная обмотка к несимметричному входу, а у вторичной обмотки, которая подключается к симметричнйо антенне, среднюю точку/середину обмотки подключить к "заземленному " концу\входу первичной обмотки -- в чем разница в сравнении с трехобмоточной схемой ?
И второе: адепты на радиосканере утверждают, что если среднюю точку вторичной обмотки не подключать к заземленному входу первички - симметрирования не будет!! - вообще не понимаю этого момента.
DL2KQ:
...вот ведь отвечал же. И уже давно... У кого-то глюки: или у меня, или у движка форума (впрочем, это не взаимоисключающие гипотезы). Ну раз нет ответа, придется повторить.
Балуны (т.е. переход с симметричной нагрузки на несимметричную линию) бывают двух видов:
1. Напряжения. Они выравнивают напряжения относительно земли на своих симметричных выходах).
2. Тока. Они выравнивают токи в каждой из половинок нагрузки, подключенной к симметричным выходам балуна.
Очевидно, если нагрузка симметрична (т.е. импедансы её половинок относительно земли одинаковы), то никакой разницы между идеальными балунами тока и напряжения нет (закон Ома: раз нагрузки равны, то всё равно что выравнивать: ток или напряжение).
Но на практике даже на идеально симметричной нагрузке разница будет. И связана она с конструктивом балуна.
Балун напряжения это трехобмоточный балансный трансформатор (или трансформатор с заземленной серединой выходной обмотки). И как в любом балансном устройстве (один сигнал вычитается из другого), степень симметрирования (балансировки) может достигать 40...50 дБ .
Балун тока это либо развязывающий дроссель на кабеле, либо трансформатор с двумя разными обмотками. Идея в балуне тока состоит в том, чтобы на пути паразитного тока асимметрии поставить большой реактивный импеданс: JXL большого дросселя или -JXC малой межобмоточной емкости. Ток асимметрии не подавляется в ноль, а лишь ослабляется последовательным импедансом.
Поэтому при сопоставимых затратах на изготовление, балуны напряжения дают лучшее симметрирование. Но только на идеально симметричной нагрузке и на одном-двух соседних диапазонах (при изменении частоты нарушается балансировка).
С точки зрения антенной практики, на КВ балун тока почти всегда оказывается удобнее:
1. Во-первых он может работать и на несимметричную нагрузку (чего в принципе не умеет балун напряжения: на такой нагрузке напряжения на выходах балуна относительно земли обязаны быть разными, а он старается их выравнять). А реально почти все КВ антенны таковыми являются. Даже симметричный диполь. Симметричен он по размерам, а вот окружение под ним (дома, деревья, провода) явно не будет симметричным, что приведет к электрическому перекосу.
2. Балун тока подавляет синфазный (антенный) ток фидера на любых нагрузках. А балун напряжения – только на симметричных (см. выше).
3. Широкополосность балуна тока всегда больше. Без особых проблем можно выполнить такой балун с хорошими свойствами во всём КВ диапазоне. Например в аттаче фото киловатного балуна тока (он же развязывающий дроссель). Сердечник Fair-Rite 5943003801. Измеренный модуль |Z| импеданса такого дросселя превышает 2 кОм от 1,7 до 8 МГц и затем плавно спадает до 600 Ом на 30 МГц. То есть степень ослабления тока асимметрии от 32 до 21 дБ. Этого почти всегда достаточно для КВ.
Итого: там где антенна электрически симметрична (например УКВ диполь, который далеко в длинах волн от всего), относительно узкополосна и требуется очень высокая степень симметрии (40 дБ и выше), лучше применять балун напряжения. А балун тока лучше там, где антенна имеет даже небольшую электрическую асимметрию (на КВ почти всегда так), нужна широкая полоса и достаточно подавления тока асимметрии на 20 ... 30 дБ.
Curious:
Игорь, спасибо за ответ, как раз с прикладной точки зрения данный ответ (плюс если почитать предварительно ваши книги) наверно полностью закрывает все возможные варианты питания антенн с явной рекомендацией что использовать в реалиях жизни.
А с точки зрения теории надо почитать как передается энергия и напряжения в "трехобмоточном балансном трансформаторе" и обычном трансформаторе с раздельными обмотками. С точки зрения конструирования антенн и их питания - всего что ранее сказано - "за глаза" для достижения правильного результата. Но порой хочется вникнуть в суть, чтобы хоть частично понимать , откуда что берется.
Все эти вопрос возникли не просто так, а хотелось опять же сделать в определенной степени универсальное согласующее устройство и универсальную антенну, а почитав книги, статьи на сайте начинает выходить, что чтобы ни задумал - везде вылезет какая-нибудь проблема уже на стадии теории надо чем-то жертвовать. Но определенный результат есть, кое что собрал, причем вышло это в виде компилляции как знаний которые можно почерпнуть от ваших книг и статей, а также и от опыта зарубежных конструкторов. Я отдельно создам тему на тему СУ, причем "не избитого" типа :) Кстати, памятуя статью
"5.1.4.3. Тюнеры для произвольной нагрузки"
С ферритами из трубок мониторных кабелей уже намаялся, порезав три мониторных кабеля, ненужных, и забросил этот подход.
Собирая симметрирующий трансформатор на двух таких трубках, лучший результат по трубкам был для одной пары, где трансивер при нагрузке этого трансформатора на резистор 54ом ( 50 ом нету ) минимум КСВ (отсутствие палочек на экране FT 857) показывало от 1.8 до 14 мгц -- далее КСВ начинало расти. Правда трансформатор этот был подключен через 5 метровый отрезок кабеля RG 58U (но во всем диапазоне от 2 МГц до 30 МГц при нагрузке голого кабеля резистором - индикатор КСВ был в минимуме )
А вот этот феррит
Fair-Rite 5943003801
https://www.chipdip.ru/product/5943003801-ferrite-core-nizn-61x35.5
Не считая того, что хотят немало за него, еще и отгружают в москве за 4-5 недель (sick!)
а ранее надеялся в рамках 100 ВТ трансивера обойтись для развязывающего дросселя на кабеле из RG 58 ферритовым сердечником от строчного трансформатора от старого ТВ.
В общем, распишу в отдельной теме микроисторию про универсальное СУ, и может быть данная статья
http://dl2kq.de/ant/3-100.htm
в разделе про Z тюнер - будет расширена для всеобщего блага :)
Навигация
Перейти к полной версии