RADIOFORUM

Anteny. Zagadnienia techniczne. - Symetryzator powietrzny do dipola antenowego
SP3AYA - 18-01-2009, 19:48
:
Znalazłem ciekawy artykuł wyjaśniający po co w antenie dipolowej symetryzator.

Przytoczę go w najciekawszych częściach:



Anteny dipolowe wymagają zasilania symetrycznego. Nie sprawia to problemów na niskich częstotliwościach, gdzie antenę taką zasila się kablem symetrycznym, ale na wysokich częstotliwościach ma on zbyt silne tłumienie i wykorzystuje się kable koncentryczne; rzecz w tym, że są one niesymetryczne.

Przy zasilaniu jak na rysunku, prąd I3 płynie po zewnętrznej powierzchni ekranu i promieniuje. Likwidujemy prąd I3 albo stosujemy symetryzator. Do eliminacji prądu I3 stosuje się tak zwany bazooka balun, czyli dodatkowy ekran metalowy o długości równej λ/4 założony na końcówkę przewodu koncentrycznego. Jest on zwarty na dole z zewnętrzną powierzchnią ekranu, co powoduje transformację tego zwarcia, do rozwarcia w miejscu połączenia anteny i prąd I3 nam się nie pojawia. Innym rozwiązaniem jest symetryzator zbudowany z przewodu koncentrycznego.

Symetryzator ten stosuje prostą transformację fazy o pół długości fali (czyli dokładnie na przeciwną). I już mamy zasilanie symetryczne. Jednakże wadą tego rozwiązania jest jego wysoka selektywność (wąskie pasmo), co widać z konstrukcji układu. Zwiększa on także czterokrotnie impedancję widzianą od strony zacisków anteny, jeśli np. impedancja przewodu wynosi 50Ω, to na zaciskach anteny mamy 200Ω. Wiąże się to z tym, że dwukrotnie zwiększamy napięcie, a prąd rozpływa się i jest dwukrotnie mniejszy.
SP3AYA - 20-01-2009, 22:09
:
Wreszcie zabieram się za robotę ;)

Góral, mam pytanie odnośnie tego symetryzatora z nawiniętego przewodu antenowego. W podanych linkach jest mowa o rurce o średnicy 5 cm. Gdzieś tam czytałem również o takich z mniejszą średnicą.

Rozumiem, że te 5 cm wynika z jakiegoś wyliczenia i jest najbardziej optymalną wielkością? Pytam, bo mam przygotowaną też taką średnicy 4 cm, która mi bardziej pasuje pod względem montażu pozostałych elementów anteny.

I jeszcze jedno pomocnicze pytanie - w tym symetryzatorze zasadnicze znaczenie ma jego średnica, długość przewodu wchodzącego w skład zwojów czy ich ilość [to akurat jasne, ale dla porządku też to ujmuję]?
Góral - 21-01-2009, 09:22
:
tu znajdziesz odpowiedź na swoje pytania:
http://www.hamuniverse.com/balun.html
migar - 21-01-2009, 19:46
:
Dobra wyjde na totalnego tempaka ale trudno zainteresowała mnie budowa anteny polowej fizyk ze mnie żaden moje pytanie jest takie bo z tego linku co widze to tego baluna mozna podpiąć to wszystkiego i wykorzystać to jako antenę dobrze rozumiem?
SP3AYA - 21-01-2009, 23:10
:
Dzięki wielkie. Skoryguj mnie jeśli źle zrozumiałem...

Chodzi o to aby nawinąć określoną długość [w/g tego co czytam 18-21 stóp] kabla?

Piszą tam, że:

"...18 to 21 feet should cover all of 160 through 10 meters.
The number of turns is not critical because the inductance depends more on the length of the wire (coax) than on the number of turns, which will vary depending on the diameter of the plastic pipe that is used..."

Czyli: "18 do 21 stóp powinna obejmować wszystkie [pasma] 160 do 10 metrów.
Liczba zwojów nie jest ważna, ponieważ indukcyjność zależy bardziej od długości drutu niż na liczbie obrotów, które będą się różnić w zależności od średnicy rury z tworzywa sztucznego, który jest używany."

Trochę się to kłóci z tym co wyniosłem z lekcji fizyki - ale może się mylę...?


Z drugiej strony znalazłem na innej stronie takie informacje:

"Przy dużej liczbie zwojów rośnie pojemność własna uzwojenia i może pojawić się rezonans w paśmie roboczym. Taki rezonans wykazał symetryzator powietrzny na częstotliwości 20MHz. W punkcie rezonansu tłumienie osiąga maksimum. Powyżej częstotliwości rezonansowej tłumienie szybko spada. Im mniejsza liczba zwojów (krótsza linia), tym lepsze dopasowanie symetryzatora na większych częstotliwościach.
...
Badany symetryzator powietrzny nawinięty cienkim przewodem współosiowym wykazuje interesujące własności ale od razu rzuca się w oczy występowanie rezonansu na częstotliwości ok. 20MHz. Rezonans wynika z pojemności własnej cewki jaką tworzy zwinięty przewód. Na częstotliwości rezonansowej tłumienie asymetrii osiąga maksimum ale powyżej niej właściwości symetryzujące szybko się pogarszają. Zjawisko rezonansu takiego symetryzatora jest czasem wykorzystywane do uzyskania wysokiego tłumienia składowej wspólnej na określonej częstotliwości, przy specyficznych, silnie asymetrycznych antenach. Niestety uzyskanie dostatecznego tłumienia w szerszym paśmie jest już trudniejsze."

Czyli wiem, że nic nie wiem :|

SP8OBE na swojej stronie też pisze o balunie wykonanym z nawiniętego zwój przy zwoju 37 zwojów przewodu antenowego RG58 U/A na średnicy 50mm rura z PCV. Ale z czego wynika ta średnica i ta liczba zwojów nigdzie nie znalazłem - pomimo tego, że parę godzin przegooglałem. Cóż... Strony całkiem techniczne zasypują mnie takim nadmiarem informacji, że nic pojąć nie mogę. A popularne podają gotowe rozwiązania, bez wyjaśnienia. Może szukać nie potrafię...

P.S. Najciekawiej wyglądają symetryzatory wykonane z butelek plastikowych, bo denko nadaje się doskonale do umieszczenia gniazdka antenowego ;)
Góral - 22-01-2009, 10:45
:
ya1 napisał/a:
Chodzi o to aby nawinąć określoną długość [w/g tego co czytam 18-21 stóp] kabla?


Również tak to zrozumiałem.
Całość materiałów w sieci prowadzi do wniosku iż średnica i ilośc zwojów nie jest krytyczna i toleruje pewne odchyły.
Potwierdze to w przyszłą środę w klubie kf. POrozmawiam z kilkoma fachowcami od anten.
SP3AYA - 24-01-2009, 14:45
:
Bardzo bym prosił. Przeryłem naprawdę sporo stron i nigdzie nie znalazłem nic na temat tego o co pytałem. Większość informacji się powtarza i nie wnosi nic nowego...
migar - 24-01-2009, 22:04
:
Od tego się ma kumpli wiekowych radiowców na radiu żeby pytać tak chodzi o długośc kabla nawiniętego na ten balun... :tak:
SP3AYA - 24-01-2009, 22:28
:
Czyli mam rozumieć, że można użyć do nawinięcia symetryzatora rurek różnej średnicy i w związku z tym różnej ilości zwojów?

To teraz pytanie dotyczące tego:

"Przy dużej liczbie zwojów rośnie pojemność własna uzwojenia i może pojawić się rezonans w paśmie roboczym [...] W punkcie rezonansu tłumienie osiąga maksimum. [...] Na częstotliwości rezonansowej tłumienie asymetrii osiąga maksimum ale powyżej niej właściwości symetryzujące szybko się pogarszają. Zjawisko rezonansu takiego symetryzatora jest czasem wykorzystywane do uzyskania wysokiego tłumienia składowej wspólnej na określonej częstotliwości".

Ile dokładnie kabla należy użyć aby uzyskać najlepsze wyniki w paśmie 27 MHz?
Z obliczenia długości przy 37 zwojach i średnicy rurki 5 cm wychodzi ponad 5,81 metra. Biorąc pod uwagę to, że przewód też ma swoją grubość trzeba by dodać do tego parę centymetrów.

I dalej:

" Im mniejsza liczba zwojów (krótsza linia), tym lepsze dopasowanie symetryzatora na większych częstotliwościach. "

Czyli lepiej zastosować mniejszą liczbę zwojów, przy danej długości przewodu koncentrycznego. Pociąga to za sobą konieczność owinięcia go na rurze większej średnicy.

Wszystko zaczyna mi się układać w logiczną całość. Strony które przeglądałem zawierały zdjęcia różnych balunów. Część fotografii przedstawiała symetryzatory o naprawdę dużej średnicy. Muszę zajrzeć czy anteny do których były podpięte, są przeznaczone na pasma o większej częstotliwości.

Ciekaw jestem jeszcze konkretnych wyjaśnień dlaczego tak właśnie jest a nie inaczej.
Góral - 25-01-2009, 20:46
:
Jarku, te kwestie nie sa moją mocną stroną, ale wnioski są podobne: ważna jest bardziej długość uzwojenia niż ilośc zwojów.

Bardzo ładna antena :ok:
SP3AYA - 25-01-2009, 21:12
:
Dzięki. Temat symetryzatora ładnie się rozwinął, więc oddzieliłem go do osobnego wątku.

Od czego w takim razie zależy ta długość i jak ją dobrać do danej częstotliwości na jakiej ma pracować antena?

Czy może jest to jakaś uniwersalna długość która powoduje najbardziej pożądane tłumienie asymetrii? Średnicą i przy tym ilością zwojów regulujemy dopasowanie do częstotliwości roboczej? Czy głębokość rezonansu?

Z informacji na stronie którą mi podałeś wynika, że:

"...Dobroć cewki zależy od proporcji jej wymiarów i jest największa, gdy średnica korpusu jest w przybliżeniu równa podwójnej długości uzwojenia...."

Tymczasem wszędzie gdzie jest podawana liczba 37 zwojów na 5 centymetrowej średnicy, ten stosunek ma się nie jak 1:2, ale jak ok. 1:4 [u mnie długość cewki wyszła 19 cm].

Hmmm... Nie żebym chciał być upierdliwy, ale zainteresowało mnie to, jak i dlaczego tak się dzieje. Na polskojęzycznych stronach chyba tego już nie znajdę, na obcych mogę nie zrozumieć lub nawet nie zauważyć.

Tomku, masz sporo znajomych wśród speców od tych spraw. Pewnie takie informacje nigdy w życiu mi się do niczego nie przydadzą - ale wiesz jak to jest ;) Chciałoby się wiedzieć :P
Góral - 26-01-2009, 00:10
:
ya1 napisał/a:
Tomku, masz sporo znajomych wśród speców od tych spraw.<...>


OK, popytam wśród znajomych.

Popytanie przyniosło efekty :ok: Ponieważ dostałem odpowiedź na PW i sam ją skopiowałem do tematu, tutaj podpinam punkcik "Pomógł".
[ya1]
SP3AYA - 05-02-2009, 20:19
:
Tomek, migar, gdzieś tam potwierdziłem w rozmowie, że w symetryzatorze chodzi o długość kabla. Zastanawiam się teraz jak zmniejszyć jego rozmiary, bo na 5 centymetrowej rurce te 37 zwojów daje sporą długość. Doliczając trochę na wyprowadzenie do wtyczki i do ramion dipola, zrobił się trochę za duży jak na moje możliwości zapakowania go latem do mocno wypełnionych sakw rowerowych.

Z kolei jak skrócę jego długość, czyli zmniejszę ilość zwojów, to zwiększy się jego średnica. I tak źle i tak niedobrze.

Chyba zrobię jeszcze jedną wersję tej anteny bez symetryzatora i porównam jakie są różnice w ich pracy. Taki zwykły kłębek drutu zmieściłbym dosłownie wszędzie.
SQ5MRA - 06-02-2009, 17:06
:
Jarku, symetryzator nie jest konieczny,ale baaardzo przydatny. Zawsze możesz zrobić na ferrycie... ten jest dużo mniejszy... :cisza:
SP3AYA - 07-02-2009, 02:21
:
Problem z tym, że w "dzisiejszych czasach" jest niebywały problem z tym, aby dostać taki odpowiedni ferryt. Nikt już tego nie robi, w żadnych hurtowniach niema, na allegro dostać to przypadek... Jedyna nadzieja ponoć, to kontakty ze wschodem. Gdyby ktoś miał na zbyciu, to ja się piszę ;)