Симметризатор для тв антенны: 10.4. Согласующие и симметрирующие устройства.

10.4. Согласующие и симметрирующие устройства.

10.4. Согласующие и симметрирующие устройства

Под согласованием понимают обеспечение равенства волнового сопротивления фидера входным сопротивлениям антенны и телевизора. Особое значение для повышения качества изображения имеет согласование фидера со входом телевизора.

У современных телевизоров вход несимметричный, 75-омный, поэтому при использовании в качестве фидера коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом согласование на входе телевизора обеспечивается автоматически. Что касается точности согласования фидера с антенной, то оно играет роль преимущественно при приеме слабых сигналов.

Симметрирование — это подключение симметричной антенны (имеется в виду «электрическая» симметрия) к несимметричному фидеру (коаксиальный кабель), при котором исключаются протекание токов по внешнему проводнику (оплетке) фидера и его антенный эффект. Антенный эффект может возникнуть в любом фидере при неправильном подключении его к антенне, что приводит к искажению диаграммы направленности антенны и приему помех.

Если фидерная линия возбуждается под действием электромагнитного поля, при приеме сигналов от близко расположенного передатчика на вход телевизора будут поступать два сигнала — от антенны и фидера. Более слабый сигнал, принятый фидерной линией, достигнет входа первым. В результате на экране могут появиться менее контрастные изображения, сдвинутые влево от основного. Если сдвиг между основным и повторным изображениями невелик, основное изображение получается нечетким, а его контуры — утолщенными. В условиях дальнего приема антенный эффект приводит к уменьшению соотношения сигнал/шум на входе телевизионного приемника.

Симметрирующее устройство должно выполнять роль перехода, который позволяет соединить симметричные относительно земли антенны с несимметричным фидером. Согласующее устройство должно преобразовать входное сопротивление антенны до уровня волнового сопротивления фидера, благодаря чему обеспечивается максимальный сигнал на входе телевизора.

Симметрирующий мостик (рис. 10.11) представляет собой две металлические трубки (1), которые прикрепляются к концам активного вибратора (2) антенны путем сварки, болтовыми соединениями и другими способами в точках А и Б, и закороченные на расстоянии четверти длины волны в свободном пространстве металлической перемычкой (3) произвольной ширины. Важно обеспечить надежный контакт с трубками мостика, особенно если предусмотрена возможность небольшого передвижения перемычки. Путем незначительного изменения длины М мостика с помощью короткозамыкающей перемычки можно добиться

наибольшей контрастности изображения на экране телевизора, особенно при слабом принимаемом сигнале.

Расстояние между трубками мостика не критично, в основном оно определяется разрывом между концами вибратора антенны. На метровых волнах оно может быть 50…100 мм, на дециметровых — 10…30 мм. Диаметр трубок мостика любой, но он должен быть одинаковым для обеих трубок. Обычно его выбирают таким же, как и диаметр трубок вибратора антенны.

Практически на метровых волнах диаметр равняется 10…20 мм, а на дециметровых — 5…10 мм.

Фидер (4) (кабель марки РК с волновым сопротивлением 75 Ом) протягивают внутри одной из трубок — левой или правой. Если кабель протягивают через правую трубку, то и оплетку кабеля припаивают к точке Б, а центральный проводник — к точке А и наоборот. Если кабель невозможно протянуть в трубке, то его прикрепляют к ней в нескольких местах. Если кабель прокладывают к точкам А и Б, нельзя снимать защитную оболочку, так как не будет обеспечено симметрирование антенны.

Симметрируюший короткозамкнутый шлейф (рис. 10.12) представляет собой четвертьволновый мостик на отрезках коаксиального кабеля. Роль трубок мостика играют оплетки кабелей. Оплетку фидера и центральный проводник припаивают к вибратору антенны аналогично мостику. Нижний конец шлейфа (2) соединяют с оплеткой фидера (4) с помощью жесткой металлической перемычки (3), которая одновременно фиксирует расстояние между кабелями. Для перемычки можно использовать оплетку шлейфа. Оплетки кабелей (1) и (2) припаивают друг к другу легкоплавким припоем во избежание оплавления изоляции. Отрезок шлейфа выполняют из кабеля, который идет для изготовления фидера.

Оба конца центрального провода кабеля можно срезать заподлицо и оставить разомкнутыми или спаять с оплетками, так как он не участвует в работе шлейфа. Для обеспечения параллельности кабелей необходимо установить между ними

изоляционные распорки (5). Вместо них можно закрепить кабели параллельно друг другу на изоляционной пластине.

Размеры описанных выше устройств для метровых волн приведены в табл. 10.5, а для дециметровых — в табл. 10.6. В верхних каналах диапазона ДМВ длины волн относительно короткие, поэтому трудно установить шлейф длиной 10…15 см. В таких случаях длину шлейфа (мостика) можно увеличить в нечетное количество раз. Принцип работы этих устройств такой же.

Мостик и шлейф имеют одинаковые параметры и диапазонные свойства. Механически более прочен и надежен четвертьволновый мостик, но изготовить его несколько сложнее, чем шлейф.

Оба симметрирующих устройства используют в антеннах, входное сопротивление которых близко к 75 Ом (например, линейный полуволновый вибратор, рамочные антенны, многоэлементные антенны типа «Волновой канал», широкополосные и др.). Мостик и шлейф широко применяются при подключении коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом к синфазным антеннам, когда сумма входных сопротивлений отдельных антенн близка к 75 Ом.

В этих случаях симметрирующие устройства типа мостика и шлейфа обеспечивают согласование входного сопротивления антенны с волновым сопротивлением 75-омного фидера, так как они являются устройствами трансформаторного типа с коэффициентом трансформации, равным единице.

Согласующие четвертьволновые трансформаторы часто применяются в сложных многоэтажных антеннах, а также если нужно трансформировать активное сопротивление нагрузки.

При отсутствии гибких коаксиальных кабелей с необходимым волновым сопротивлением необходимое волновое сопротивление можно получить, включив параллельно несколько одинаковых по длине отрезков кабелей.

Например, три параллельно включенных отрезка кабелей с волновым сопротивлением 75 Ом (или два с 50 Ом) образуют линию с волновым сопротивлением 25 Ом.

Полуволновая согласуюше-симметрирующая петля используется для подключения несимметричного фидера к антенне, входное сопротивление которой больше волнового сопротивления фидера (например, к петлевому вибратору антенн типа «Волновой канал»).

Симметрирование петлевого вибратора с помощью отрезка кабеля, длина которого составляет половину длины волны в кабеле, достигается сдвигом фазы сигнала на 180°. Поэтому напряжения на входных зажимах А и Б петлевого вибратора относительно точки нулевого потенциала 0 имеют противоположные фазы, что обеспечивает симметрию токов в левой и правой частях вибратора (рис. 10.13). На внешнюю поверхность оплетки кабеля токи не затекают, так как оплетка изолирована от вибратора.

Согласование с помощью полуволновой петли. При равных диаметрах трубок петлевого вибратора, настроенного

в резонанс с принимаемым сигналом, его входное сопротивление составляет 292 Ом. Следовательно, сопротивление каждой половины петлевого вибратора между любым из входных зажимов (А или Б) и точкой нулевого потенциала 0 составляет 146 Ом (292: 2). Известно, что входное сопротивление кабеля, длина которого равна половине длины волны (в кабеле), равно сопротивлению, на которое он нагружен. Следовательно,полуволновая петля передает без изменений сопротивление из точки А в точку

Б, которое в каждой из них составляет 146 Ом. В точке Б происходит сложение двух активных параллельно включенных сопротивлений. Общее сопротивление на конце кабеля составляет 73 Ом, что обеспечивает хорошее согласование фидера с петлевым вибратором. Оплетки кабелей фидера и петли необходимо спаять друг с другом.

В табл. 10.5, 10.6 приведена геометрическая длина полуволновой согласующе-симметрируюшей петли частотных каналов MB и ДМВ диапазонов с учетом укорочения длины волны в кабеле.

Антенна для приема DVB-T2. Цифровая антенна.

Здравствуйте дорогие читатели и подписчики BlogAnten.ru. Цифровое телевидение постепенно внедряется в нашу жизнь, в большинстве регионов уже началось постоянное вещание бесплатных федеральных каналов по технологии DVB-T2. В связи с этим я получаю много писем с вопросами как принимать DTV? Какую антенну использовать? В этой статье я приведу пример «цифровой антенны», которая на мой взгляд, лучше всего подходит для этих целей. Антенна стоит совсем не дорого, комплект с усилителем мне обошёлся в 300 р. Благодаря усилителю, который можно подобрать по мощности, антенна уверенно принимает ДМВ на расстоянии до 100 км. К тому же её очень просто собрать и установить самому.

Сама антенна основана на базе всем известной широкополосной польской эфирной антенны, в простонародии называемой «полячка». Антенну можно использовать как с усилителем, так и без, для варианта с усилителем понадобится блок питания 12V 100 mA. Для разделения сигнала и питания понадобится специальное устройство «сепаратор», обычно оно идет в комплекте с блоком питания. Усилитель можно подобрать по мощности, тут главное не переборщить, если от ретранслятора вы находитесь на небольшом расстоянии до 50 км, то мощный усилитель не нужен, достаточно “SWA-1” или “SWA-3”. Если же расстояние и того меньше, то лучше усилитель не использовать вообще, можно просто согласовать кабель с антенной с помощью «симметризатора» – устройство согласования.

Обычно подобные антенны продаются в разобранном виде. Процесс сборки не сложен, и займет немного времени, описывать его не буду, так как на фото ниже наглядно все изображено.

Сборка и установка DVB-T2 антенны:

Симетризатор:

На фото показан вариант антенны с метровыми усами, их можно использовать для приёма эфирного метрового диапазона, если же в этом надобности нет, то наверх ставится такая же пара рефлекторов (усов), что и снизу, тогда антенна будет работать только в ДМВ диапазоне. А трансляция DVB-T2, как известно, происходит именно в ДМВ. После установки антенны, и направлении её в сторону ретранслятора, остаётся только подключить кабель к DVB-T2 приёмнику и отсканировать каналы.

Многодиапазонная антенна с симметричной линией питания — R3RTambov

Возможность работать в эфире на всех любительских диапазонах, включая WARC, при этом без помех телевидению, привело автора к созданию описанного далее устройства для антенны, так как антенные тюнеры, хорошо работающие с однопроводными и коаксиальными линиями передачи, имеют ряд недостатков при использовании с симметричным фидером.

Огромное спасибо В. Жукову RW3RV, который помог разобраться в конструкции по описанию в журнале «Радиолюбитель».

Современные антенные тюнеры, хорошо зарекомендовали себя с однопроводными и коаксиальными линиями передачи, однако, имеют ряд недостатков при использовании с симметричным фидером.

На выходе тюнера для этих целей обычно используют широкополосный симметрирующий трансформатор с коэффициентом трансформации 1:4, выполненный па ферритовом кольце.

Иногда такой трансформатор выполняют па диэлектрической трубке. В этом случае он является узкополосным устройством и имеет коэффициент перекрытия 1:5, так что в диапазоне частот 1,8 — 30 МГц изготавливают три трансформатора с различными данными в зависимости от рабочей частоты.

С помощью симметрирующего трансформатора невозможно достичь точного согласования между антенной системой и передающим устройством, т.к. он имеет фиксированный коэффициент трансформации и может быть использован с очень ограниченным количеством антенн, у которых входное сопротивление всегда постоянно на любом из любительских диапазонов, например, входное сопротивление антенны «FOLDED DIPOLE» на 80, 40, 20, 15 и 10-метровом диапазонах составляет 300 Ом.

Однако подавляющее большинство антенн, запитанных двухпроводной линией передачи, в многодиапазонном варианте не имеет постоянного входного сопротивления при переходе с диапазона на диапазон. Входное сопротивление антенны различно и на ВЧ диапазонах может достигать нескольких килоом.

Это — антенны типа Dipol c общей длиной излучающей части 0,5 длины волны 80-метрового диапазона, Delta Loop с периметром, равным одной длине волны 80-метрового диапазона, V-Вeam со стороной плеча, равной одной длине волны 80-метрового диапазона, 1/4 длины волны Ground Plane 40-метрового диапазона. Эти антенны можно использовать как многодиапазонные от 3,5 до 30 МГц с применением симметричного фидера и антенного согласующего устройства.

При использовании известных Т-образных схем антенных тюнеров с симметрирующим трансформатором на выходе, антенны, запитанные симметричным фидером, будут работать неэффективно. Хотя симметрирование будет произведено, тем не менее, будет иметь место высокий уровень потерь за счет рассогласования между таким трансформатором и симметричным фидером. При увеличении мощности возможно насыщение ферромагнитного материала симметрирующего трансформатора, что перейдет в проблему TVI и RFI. Температура такого трансформатора достигает высокого уровня даже если выполнить его предварительно сложив несколько колец вместе.

Нагрев трансформатора, помехи телевидению, телефонами звукозаписывающей аппаратуре, высокие потери ВЧ энергии происходят не из-за увеличения мощности передающего устройства, а в связи с большим рассогласованием между трансформатором и линией передачи вышеупомянутых антенн. В линии присутствует большая реактивная составляющая, и чтобы произвести точное согласование между источником и нагрузкой (передатчиком и антенной системой), устранить реактивную составляющую, желательно применить такую схему согласующего устройства, которая не содержит симметрирующего трансформатора любого типа.

Предлагаемая схема антенного тюнера (рис.) полностью устраняет недостатки так называемых Т-образных SPC последовательно — параллельное соединение конденсаторов) и других coгласующих устройств при работе их с симметричными (двухпроводными) линиями передачи, так как здесь уже в самой схеме заложен симметричный выход. Также возможна работа с однопроводной или коаксиальной линией передачи. Диапазон устройства — 3. 5 ~ 30 МГц.

Точное согласование достигается с помощью регулирующих элементов антенного тюнера по минимуму показаний прибора КСВ метра в положении «отражённая волна», установленного на входе устройства. При использовании данной конструкции следует отметить значительное улучшение реальной избирательности приёмного устройства, так как связь приёмника с антенной индуктивная, а не емкостная.

По этой же причине показатель дополнительной фильтрации гармоник передатчика здесь тоже выше, что является положительным фактором. Детали тюнера:

(С1 — 200 пф (обычно от старого вещательного лампового приёмника)

С2 — по 100 пФ каждая секция. Обычный двухсекционный конденсатор с зазором между пластинами не менее 1,5 — 2 мм при 200 Вт полезной мощности, не менее 3,2 мм для мощности 1 кВт (расчётное значение).

Катушки L1, L2, L3A и L3B бескаркасные, выполненные го­лым медным проводом диаметром 1,6 мм. Диаметр оправки — 63 мм, расстояние между витками — 1,6 мм. Провод, соединяющий катушки L3A и L3B, проходят внутри катушек связи L1 в L2.  L3A — 28 витков, L3B — 28 витков, L1 — 5 витков L2 — 5 витков. Суммарное количество витков — 66. Конструктивно это выглядит так. Берется кусок стеклотекстолита, просверливаются отверстия друг против друга в соответствии с диаметром провода и самих катушек, затем провод катушки вкручивается в отверстия. Легче выполнить эту процедуру намотав единую катушку, а затем разделив её на 4 части в соответствии со схемой. С помощью ВЧ переключателя S1 в диапазоне 80 и 40 метров катушки связи L1 и L2 включаются последовательно, а в диапазоне 20,15 и 10 метров — параллельно.

Переключатель ВЧ — типа S2A, S2B — 2 галеты на одной оси. Для любителей QRO — это галетный переключатель керамического типа или несколько ВЧ реле, предназначенных работать в цепях с соответствующей колебательной мощностью. Следует отметить в данном случае существенную нагрузку на элементы выходкой части антенного тюнера. Отводы от L3A и L3B по диапазонам, считая от края катушек, соответственно:

3,5 МГц — от 28 витка,

7 МГц —  от 16 витка,

14 МГц — от 5 витка,

21 МГц — от 3 витка,

28 МГц— от 2 витка.

Возможно, придётся незначительно изменить отводы от L3A и L3B в случае отсутствия КСВ=1 на участке передатчик — антенный тюнер при использовании конкретного типа антенны.

Двухпроводную линию передачи подключают к выходам антенного тюнера Х-1 и Х-2. Отводы С и D от катушек L3A и L3B конструктивно представляют медные зажимы типа «крокодил». Работающим QRO лучше использовать штыревую систему отводов С и D. Для этого заднюю стенку антенного тюнера изготавливают из диэлектрика, катушки располагают в непосредственной близости от неё, устанавливают определённое количество гнёзд для подключения Симметричного фидера, соединяют гнёзда с витками кату­шек L3A и L3B.

Порядок настройки устройства

Если в выходном каскаде трансивера используется П-контур с двумя регулирующими элементами (переменные конденса­торы анодный и связи с антенной), выходной каскад нагружают на эквивалент антенны 50 Ом и производят настройку по максимуму ВЧ напряжения на нем. Предварительно следует убедиться, что номинальное выходное сопротивление П-контура действительно равно 50 Ом. Затем ВЧ сигнал подают на вход антенного тюнера. Переменные емкости антенного тюнера С1 и С2 устанавливают в максимальное положение. Подбирая отводы С и D от катушек L3A и L3B, изменяя емкости С1, С2, производят настройку устройства по минимуму показаний КСВ-метра.

Первоначально подбор отводов С и D начинают ближе к катушкам связи L1 и L3. Однако наилучшее положение настройки будет всё же тогда, когда отводы С и D будут находиться па одинаково большом удалении от катушек связи L1 и L2. После получения КСВ = 1,0 увеличивают мощность, например, включают усилитель и, при необходимости, производят дополнительную подстройку с помощью переменных емкостей С1 и С2.

При работе на однопроводную линию передачи используют выход антенного тюнера X-2, а выход Х-1 заземляют.

Отвод С должен быть установлен в среднее положение катушки  L3A на данном диапазоне. Настройка производится подбором отвода D от катушки L3B и изменением емкостей С1 и С2 на данном диапазоне до получения КСВ-1. При работе на коаксиальную линию передачи ее подключают к выходу Х-3 антенного тюнера. Выход Х-2 заземляют, а отвод D от катушки L3B устанавливают в центре на данном диапазоне. Настройку производят изменяя ёмкости С1, С2 и подбирая отвод Е от катушки L3B, начиная вблизи катушки связи L2, до получения КСВ = 1,0.

При изменении рабочей частоты на 80 — 100 кГц возможно потребуется незначительная подстройка антенного тюнера с помощью переменных емкостей С1 и С2.

Несмотря на то, что на первый взгляд данная схема имеет не совсем удобную коммутацию после практических работ время, затраченное на настройку устройства на конкретном диапазоне, сведено к минимуму. Кроме того, подобные схемы согласующих устройств по многим показателям превосходят Т-образмые и другие тюнеры. Такие принципы согласования передатчика (приёмника) с антенной системой использовались радиолюбителями старшего поколения в 50-60-х годах, а также широко используются в профессиональной радиосвязи в настоящее время.

Антенна и симметричная линия питания

Линия передачи типа КАТВ, «лапша» или самодельная открытая линия должна быть расположена относительно земли на расстоянии не менее 3d, где d — расстояние между проводниками линии. Распорки можно выполнить из оргстекла, проваренного в парафине дерева. Можно применять провод в пластиковой изоляции. На рисунке показан вариант выполнения линии с изолятором на трении.

При построении линии можно пользоваться приведённой ниже таблицей:

 

Z	450	500	600	390	400	450	500	600	300	400	Ώ
d	10	18	40	10	14	20	30	40	12	20	мм
D	0,5	0,5	0,5	1	1	1	1	1	2	2	мм

 

Радиолюбитель 8/94 (стр. 44)

73!

Использование балуна и обновления антенн

Балуну или не балуну Эта ТВ антенна? Когда это делать?

В моей статье, опубликованной в Popular Communications , январь 2013 г., «Всенаправленная антенна DTV — с усилением», я немного рассказал о том, почему я больше не использую балун 4: 1 (4: 1) для преобразования мой двойной провод ко входу антенны 75 Ом телевизора. Я также попросил читателя внести свой вклад и задал несколько вопросов. Я думаю, что на некоторые вопросы теперь даны ответы и что балуны, которые у меня есть, работают правильно.

Я полагал, что когда я сделал это для антенны-бабочки, используя двухпроводную фидерную линию, я заметил, что мой телевизор получил лучший сигнал без балуна, чем с ним.

Думаю, теперь я лучше понимаю причину. Недавно (сентябрь / август 2012 г.) я построил две телевизионные антенны четырехэлементного турникета-бабочки. Один был дипольным, а другой — двухполупериодным.

Дипольная антенна имеет расчетное сопротивление около 73 Ом, в то время как полная петля имеет расчетное сопротивление 300 Ом.

«В идеале, полуволновой (Lamda / 2) диполь должен питаться от симметричной линии, соответствующей теоретическому импедансу антенны 73 Ом. Сложенный диполь использует симметричную фидерную линию на 300 Ом ». — Дипольная антенна — Википедия, бесплатная энциклопедия

Что касается конструкции диполя, я обнаружил, что использование симметрирующего устройства не только бесполезно, но и значительно ухудшает сигнал.

С другой стороны, больший опыт показал, что для антенны, основанной на двухполупериодной петле с номинальным расчетным сопротивлением 300 Ом, отказ от балуна 4: 1 на самом деле ухудшил ситуацию, а использование балуна заметно ухудшило качество приема. лучше.

При попытке решить, когда использовать балун, независимо от того, какую фидерную линию вы используете, принимайте решение только на проектном импедансе антенны, а не на используемой фидерной линии. Таким образом, в случае использования фидерной линии 300 Ом к антенне Bowtie (дипольной) 72 Ом, не используйте балун 4: 1. Но если вы используете сложенную дипольную (полноволновую рамочную) антенну с расчетным сопротивлением 300 Ом, используйте балун 4: 1 некоторое время, прежде чем подключать его к 75-омному телевизионному входу.

Это также, вероятно, ответ на вопрос, почему все антенны типа «бабочка» поставляются с линией связи 300 Ом.Это связано с тем, что: 1. В линии питания 300 Ом очень низкие потери. 2. Телевизор имел входные соединения на 300 Ом. 3. Даже сегодня балун не нужен, даже с фидерной линией на 300 Ом.

Конечно, все это могло произойти из-за того, что производители не хотели менять производственную линию для использования коаксиального кабеля вместо двойного провода.

Теперь о тесте антенны.

Результаты испытаний антенны в ненастную погоду

29 октября 2012 г .: Вот результаты испытаний моей антенны Turnstile-Bowtie, проведенных ураганом «Сэнди».Строительная статья об этой антенне будет опубликована в Popular Communications в январском выпуске 2013 года. http://www.popular-communications.com/

У меня есть одноэлементная антенна Turnstile-Bowtie над кухней на мачте, а моя антенна J-Pole 144 МГц / 440 МГц прикреплена к дымоходу. Таким образом, он находится на высоте около 20 футов над землей и примерно на 25 футов выше, чем 4-элементная антенна турникет-бабочка (TBA4).

TBA4 находится в гараже, и чтобы добраться до станций Балтимора, он проходит через стену гаража или, возможно, металлическую дверь.Ни в стене, ни в двери нет окон. Дом соседа или деревья могут мешать.

Насколько я понимаю, это ситуация прямой видимости.

Результатом в понедельник, 29 октября, во время урагана «Сэнди» во время сильного дождя стало то, что телевизор на кухне отключился на всех основных сетевых станциях Балтимора NBC, CBS и ABC, в то время как MPT Ch 67 был устойчивым. Fox 45 даже не был твердым во время небольшого дождя. МПТ Ч 62 был МВД.

Антенна TBA4 полностью принимала все основные станции NBC, CBS и ABC, в то время как MPT Ch 67 и 62 были сплошными. Fox 45 даже не был твердым во время небольшого дождя.

Какая разница! TBA4 прекрасно работает, в то время как в гараже я с нетерпением жду возможности увидеть, что он делает, когда подниму его в воздух!

Фил Каррас, KE3FL

Все мои статьи перечислены здесь.

Теория антенн — Балуны

Балун используется для «уравновешивания» несимметричных систем, то есть тех, в которых мощность течет по несимметричной линии. к сбалансированной линии (следовательно, балун происходит от bal до un Balun).В качестве примера рассмотрим коаксиальный кабель, подключенный к полуволновая дипольная антенна, показанная на рисунке 1.

Рисунок 1. Несимметричная линия передачи (коаксиальный кабель), подключенная к дипольной антенне.

На рисунке 1 коаксиальный кабель подключен к дипольной антенне. Для правильной работы дипольной антенны: токи на обоих плечах диполя должны быть одинаковыми по величине. Когда подключен коаксиальный кабель Однако непосредственно к дипольной антенне токи не обязательно будут равны.Чтобы увидеть это, обратите внимание что ток вдоль линии передачи должен быть одинаковой величины на внутреннем и внешнем проводниках, как это обычно бывает. Посмотрите, что происходит, когда коаксиальный кабель подключен к диполю. Электрический ток на центральном проводе (красная / розовая центральная жила коаксиального кабеля, обозначенная IA ) не имеет места иначе идти, значит, он должен течь вдоль соединенного с ним дипольного плеча. Тем не менее, текущее течение вдоль внутренней стороны внешнего проводника ( IB ) имеет два варианта: он может проходить по дипольной антенне или вниз с обратной (внешней) стороны внешнего проводника коаксиального кабеля (обозначенного IC на Рисунке 1).

В идеале текущий IC должен быть нулевым. В этом случае ток вдоль плеча диполя, подключенного к внешний провод коаксиального кабеля будет равен току на другом плече диполя — желательная антенна характеристика. Поскольку диполю нужны равные или сбалансированные токи на его плечах, это сбалансированная секция. Однако коаксиальный кабель не обязательно дает это — часть тока может проходить по внешней стороне кабеля. внешний коаксиальный кабель, приводящий к неуравновешенной работе — это несимметричный участок.

Как бы вы ни придумали, решение этой проблемы — это балун. Балун заставляет несбалансированную линию передачи правильно кормить сбалансированный компонент. На рисунке 1 это можно сделать, принудительно установив значение IC в ноль — это часто называют подавлением тока или токовым дросселем.

Существует множество балунов, которые были разработаны, чтобы перекрыть внешний ток и восстановить сбалансированную работу. Некоторые из наиболее популярных методов описаны на следующих страницах.

Базука балун (рукав балун)

Сложенный балун

Конический балун

Бесконечный балун

Балуны довольно сложно понять полностью, и поначалу их бывает трудно понять. Тем не мение, достаточно помнить, что симметрирующий блок заставляет несимметричные линии производить сбалансированную работу, несмотря на присущая им асимметрия.

Сайт радиолюбителей

— {TUNER BALUNS}

Примечание: это нетехнический документ, чтобы помочь новичкам или радиолюбителям разобраться в ситуации вокруг балуна тюнера.Другие документы поясняются подробнее техническая деталь, почему это так. Ссылки на эти документы приведены внизу этой страницы.

Определение тюнера Balun: Балун, используемый вместе с как симметричный ( и -симметричный) тюнер для согласования антенн, питаемых от открытого или симметричного фидера.

Золотое правило: ВСЕГДА используйте ВНЕШНИЙ Токовый балун 1: 1 в качестве тюнера Балун. Не используйте балун 4: 1, независимо от того, какое сопротивление вы пытаетесь согласовать.

Дополнительно: Если ваш тюнер не может работать с антенной системой с очень высоким сопротивлением, и это не так Для удобства изменения длины фидерной линии с открытой проводкой может потребоваться также повышающий трансформатор 1: 4. Для этого устройства можно использовать классический балун 4: 1, но в данном случае он только выполняя работу трансформатора; он не выполняет работу балуна. Он вставляется между балуном 1: 1 и фидером с открытым проводом.

Источник недоразумений:

В течение многих лет OEM-производители (производители) антенных тюнеров оборудуют свои антенные тюнеры неправильным типом балуна.Много лет назад они начали с использованием балунов с напряжением 4: 1 (Ruthroff). Позже они перешли на балуны тока 4: 1 (Guanella). Оба они были неправильными, как вы увидите ниже.

Что еще хуже, OEM-производители Balun также рекомендовали балуны напряжения, но начали рекомендовать балуны тока 4: 1 после смены OEM-производителей тюнеров. К сожалению вы не могу полагаться на этих парней, чтобы знать, что правильно. Некоторые из них гораздо лучше информированы, чем другие, но как «вы» узнать, какие они?

НИКОГДА не полагайтесь на продавца , работающего в каком-нибудь магазине радиолюбителей, чтобы узнать, какой балун порекомендовать. Его заявление обычно начинается со слов «большинство людей покупают XYZ». Ну большинство люди понятия не имеют о балунах и просто покупают то, что покупают все остальные.

ПОЧЕМУ 4: 1 НЕПРАВИЛЬНО?

Чтобы понять, почему это так, нам сначала нужно пересмотреть значение слова «балун» и напомнил, какова его цель на самом деле.

Хотя большинство людей думают, что балун — это аксессуар антенны, используемый для согласования коаксиальной линии передачи с симметричная антенна, и иногда даже говорят «чтобы сбалансировать радиочастотный ток на антенне» или, что еще глупее, «сбалансировать антенну», балун на самом деле является аксессуаром для передачи линия, НЕ для антенны.

Проконсультируйтесь по любому ARRL СПРАВОЧНИК . Вы найдете балуны, подробно описанные в главе о линиях передачи, а не в антенне. главу.

В своей превосходной статье «Балуны: что они делают и как они это делают», Рой Леваллен, W7EL лучше всего описал назначение балуна. Он также сравнил балун Ruthroff (напряжение) с балуном Guanella (ток) с точки зрения их способности препятствовать синфазному току, и первым придумал названия «напряжение» и «ток». балуны.Эта статья первоначально появилась в первом издании ARRL ANTENNA COMPENDIUM , и вскоре после этого сообщество любительских радиолюбителей начало отказываться от использования от балунов напряжения до балунов с их антеннами.

Как указал Рой, основная цель балуна — поддерживать внутренний баланс РЧ [дифференциального] тока в линии питания. Несоблюдение этого правила может привести к появлению синфазного тока (CMC) на линия подачи, из-за чего вещи снова становятся неприятными в лачуге.

Основной особенностью коаксиальной линии передачи является то, что [дифференциал] РЧ ток, текущий между TX и ANT всегда проходит внутри коаксиального кабеля, независимо от того, что происходит во внешнем мире вокруг него. Сохранение этого баланса важно, чтобы избежать неприятностей. происходит в лачуге (например, горячий микрофон, горячая клавиша, горячее шасси, TVI, BCI, случайное отключение оборудования и т. д.).

Синфазный ток (CMC) может быть вызван многими причинами. Одна из причин, хотя обычно и не такая серьезная, как нас часто думают, — это кормление симметричная антенна (т.е. диполь) напрямую с коаксиальным кабелем, а не с балуном. Другие более важные причины включают прокладывание коаксиального кабеля по диагонали от антенны или прокладывание одной ножки антенны. над другими объектами, например, гаражом, особенно если у него металлическая крыша.

Еще одна точка, где может возникнуть CMC, — это место соединения фидерной линии с открытым проводом с несбалансированной фидерной линией или устройством — например, где она соединяется с асимметричный антенный тюнер.В этом случае часто возникают две проблемы; сначала CMC, как описано выше, но также очень высокий КСВ (рассогласование импеданса), что требует от нас дополнительных шагов в имея дело с CMC. Это одна из основных причин, по которой балун 4: 1 не подходит для этой работы.

Как это ни смешно звучит, но коаксиальный кабель имеет 3 проводника:

1) внутренний / центральный проводник,

2) внутренняя поверхность щита,

3) внешняя поверхность щита.

Как указывалось ранее, дифференциальный РЧ-ток течет внутри коаксиального кабеля на 1 и 2. Он течет к антенна на одном из проводов и возвращается от антенны к передатчику на другом проводе. (Помните, что это переменный ток.) ​​

В каждой точке коаксиального кабеля величина тока в обоих проводах одинакова, но противоположна в полярности. Таким образом, в этой точке ток уравновешивается.

ЭТО баланс, который балун должен поддерживать!

CMC (во время передачи) — ВЧ ток, который принимается внешней поверхностью коаксиального кабеля; «3)» выше.Это происходит, когда радиочастота, излучаемая с одной стороны антенны, поражает коаксиальный кабель более интенсивно, чем излучаемая радиочастота с другой стороны антенны, например, когда коаксиальный кабель работает. по диагонали от антенны, в результате чего она находится ближе к одной стороне антенны, чем к другой.

(Примечание: существует еще один тип CMC, возникающий во время приема, но мы обсудим эту тему в другой статье.)

Синфазный ток течет по внешней стороне экрана, пока не достигнет коаксиального гнезда SO-239 на TX или антенном тюнере.Здесь он сливается воедино с дифференциальным током, протекающим по внутренней стороне экрана, изменяя величину общего тока на экране в этой точке. Это, в свою очередь, нарушает текущий баланс, который был внутри коаксиальный кабель, вызывающий дисбаланс, и может быть причиной незначительных или даже серьезных проблем в лачуге или доме.

С фидером openwire мы также можем получить синфазный ток. Это вызвано теми же ситуациями, которые вызывают синфазный ток в коаксиальной передаче. линий.

Как указано выше, это особенно проблема в том месте, где сбалансированная линия питания встречает несбалансированную линию питания 50 Ом, используемую с нашими передатчиками. Это обычно антенный тюнер. В частности, это обычно «Балун тюнера» антенного тюнера.

Следует избегать синфазного тока. Его можно уменьшить, почти полностью исключить за счет использования правильный тип балуна. Использование балуна неправильного типа может, при определенных обстоятельствах, даже увеличить CMC, а не препятствовать этому.

Способность балуна перекрывать или препятствовать потоку CMC в линии называется его « C ommon M ode I mpedance» или «CMI».

НЕ ВСЕ БАЛАНЫ БЫЛИ РАВНЫМИ.

В частности, с точки зрения CMI, который отражает способность балунов противодействовать CMC.

ВСЕ БАЛАНЫ ОПРЕДЕЛЕННО НЕ СОЗДАНЫ РАВНЫМИ.

Существуют значительные различия в способности разных балунов препятствовать CMC.

• В целом, балун Guanella 1: 1 (а также балун Maxwell 1: 1) сохранит свое значение CMI даже при высоком КСВ.

• В целом, Guanella Balun 4: 1 (текущий балун) имеет хороший CMI, когда он работает в идеально согласованном состоянии.
  • Но когда КСВ увеличивается, его CMI быстро падает, становясь почти бесполезным, когда КСВ достигает 5: 1 или около того.

• ПРИМЕЧАНИЕ: это часто может происходить с балунами тюнера, питающими антенны с открытым проводом.

• Хотя балун продолжает преобразовывать импеданс в соотношении 4: 1, его способность препятствовать синфазному току значительно снижается, делая его практически бесполезен как балун.

• Это основная причина, по которой НЕ следует использовать балун такого типа в качестве балуна тюнера.

Как указывает W7EL, симметрирующий трансформатор «напряжения» 4: 1 бесполезен в препятствовании синфазному току и не должен использоваться для этой цели.

Поэтому обязательно всегда использовать балун с антеннами и использовать балун 1: 1 в качестве балуна тюнера. Если вам нужно дополнительное соответствие, тогда в качестве трансформатора можно добавить балун Guanella 4: 1, но он очень мало помогает с CMI. В этом случае в качестве трансформатора можно использовать балун напряжения 4: 1, потому что строить проще.

Еще одна причина:

Иногда импеданс антенны на передающем конце фидера с открытым проводом очень низкий. Например, это может быть всего 20 Ом.

• Если мы используем балун 1: 1, спичечный коробок будет воспринимать 20 Ом, что, вероятно, не проблема сопоставить.

• Если мы используем балун 4: 1, балун изменяет импеданс в неправильном направлении, и спичечный коробок видит всего 5 Ом. Это может быть сложно, даже невозможно сопоставить спичечный коробок.

ТОГДА ПОЧЕМУ ДАЖЕ СУЩЕСТВУЕТ БАЛУН 4: 1?

Простой. Многие антенны имеют импеданс, достаточно близкий к 200 Ом, чтобы балун Guanella 4: 1 был эффективен в препятствуя CMC. Примеры: OCFD, Folded Dipole и некоторые типы петель.Токовый «балун» 4: 1 с ними вполне работает.

Осторожно, покупатель: Большинство OEM-производителей балунов предлагают простую и низкую стоимость Балун Guanella 4: 1 на основе одноядерного решения. Эти балуны не работают; по крайней мере, они не выполняют полную работу балуна, потому что они не могут препятствовать синфазному току при использовании в антенна. Вы ДОЛЖНЫ использовать двухъядерный 4: 1 балун Guanella для этой цели.

MAXWELL vs.ГУАНЕЛЛА

Отличие простое; Максвелл обычно представляет собой связку ферритовых шариков. проталкивается через внешнюю сторону коаксиального кабеля, тогда как Guanella представляет собой несколько витков коаксиального кабеля, проходящего через ферритовый тороид. У обоих есть преимущества и недостатки. Maxwell прост в сборке и его CMI довольно постоянен в широком диапазоне частот, но Guanella имеет гораздо больше CMI, чем Maxwell.

ПОЧЕМУ «ВНЕШНИЙ» К АНТЕННОМУ ТЮНЕРУ?

Хорошие антенные тюнеры имеют очень широкий диапазон согласования, и мы используем их со всеми видами антенн. Некоторые из нас используют QRP или просто 100 Вт, другие — 1 кВт или более. Количество CMC и ущерб, который он наносит в значительной степени зависит от того, сколько энергии мы используем.

В большинстве случаев может быть достаточно хорошего балуна Максвелла (1: 1). Иногда требуется гуанелла 1: 1. Но когда CMC высокий и уровень мощности также высокий, нам понадобится дополнительное дросселирование (CMI). Один из способов добиться этого — усилить балун. Добавьте 2 ^nd , 3 ^rd , или даже 4 ^{-й тороид} к балуну.Мы можем легко сделать это, когда балун внешний; не все так просто, когда он внутренний. См. K9YC « RFI-Ham » для получения дополнительной информации это.

Кроме того, как указывает Оуэн Даффи, VK2OD; балуны установленные на металлическом шасси подвержены взаимному емкостному сопротивлению, что также может нарушить баланс. Их просто лучше смонтировать снаружи в пластиковом ящике. Это позволяет легко усиление балуна в особых случаях, когда вы сталкиваетесь с тяжелым CMC.

ПОДРОБНЕЕ:

• Сбалансированные тюнеры и синфазный ток , по ВК1ОД

• Балунные соотношения тюнера: 4: 1 или 1: 1? , G3TXQ

• Выбор правильного балуна, автор W8JI

• Одиночный vs.Dual Core 4: 1 Guanella, от DJ0IP

БЕСПЛАТНАЯ антенна для просмотра БЕСПЛАТНО HDTV

Для этих проектов выберите хороший прочный картон или другой материал. Картон на самом деле является одним из лучших вариантов для антенн, потому что он очень легкий и практически не мешает прохождению телевизионного сигнала. Гофрированный картон великолепен (он очень воздушный), и Foamcor — тоже хороший выбор (и очень прочный). Вы можете найти Foamcor во множестве разных цветов в местном магазине канцелярских товаров.Гофрированный картон не такой красивый, но его можно украсить краской, фломастерами или плотной бумагой. Пластик тоже должен работать нормально, хотя я не проводил специальных тестов. Я не рекомендую дерево (если оно не очень тонкое), так как оно будет немного мешать телевизионному сигналу.

Вам также понадобится клей. Все, что работает с деревом / бумагой, например, клей Gorilla Glue или клей для дерева Элмера, должно подойти.

Подойдет любая алюминиевая фольга. Вам будет легче работать с толстой и прочной фольгой.

Продолжайте и проявляйте творческий подход к конструкции, если хотите.Обратите внимание на расположение и расстояние между фольгой, так как это то, что делает работу по приему телевизионного сигнала. Любую другую часть конструкции можно расширить, сузить, покрасить, украсить или дополнить (с помощью непроводящих материалов), чтобы настроить антенны в соответствии с вашим окружением.

Если вы хотите использовать одну из этих антенн снаружи, вы можете изменить базовую конструкцию, но использовать более прочный металл. В магазинах товаров для дома продают листовой алюминий, достаточно легкий, чтобы его можно было разрезать ножницами или ножницами.Бабочки и отражатель (основа) на двойной антенне Bowtie в идеале должны быть изготовлены из пористого металлического материала, такого как металлическая оконная сетка, проволочная сетка или натянутый металл при использовании на улице, чтобы не ловить ветер.

Для подключения антенны к приемнику вам понадобится провод и адаптер, называемый «балун» (это слово означает «балансный-несимметричный»). Для HDTV ваш приемник почти наверняка имеет несимметричное соединение на 75 Ом. Антенны, включая эти конструкции, обычно имеют балансное сопротивление 300 Ом.Итак, есть два подхода к достижению правильного типа подключения и два типа балуна:

Первый способ — подключить двухжильный провод 300 Ом (плоский провод) к антенне и добавить балун на конце провод, который подключается к телевизору.