Elektrik Mühendisliği İlkeleri
Baluns'ın Yagi Antenleri'ndeki Ortak-mode akımlarını Yeniden Üretmedeki Rolü
Table of Contents
Silent Performance Killer
Yagi antenleri, Dünya-Moon- Earth (EME)'den gelen uygulamalar için temel hale geliyor, bu parasitik dizilerin zarif basitliği altında, dünya çapında bir çalma aracına sahip olmak için yüksek kazanç ve dar kirişleri sağlıyor.
Common-Mode Currents'ı Anlamak
Onun özünde, bir anten yem hattı, herhangi bir akışta, merkezde bulunan ve kalkanın içinde geri dönüşler, eşit amplitüd ve tam tersi ile alanları, iletkenler arasında sınırlı tutar ve beslemenin kendisi bir radyatör haline gelir.
Yagi kurulumunda, ortak mod akımları birden fazla kaynaktan kaynaklanabilir. Asimetrik tahrik elemanı ve patlama arasında bir darbe, antenin yem noktasının dışına veya hatta elementin içinde hafif bir değişim bile, antenin koaksız bir yük sunabilmesine neden olabilir.Bir kez kalkan ve zemin veya patlama arasında potansiyel bir fark var, coax dışında, RF iletkenler için bir yol olur.
Sonuçlar nuisance'ın ötesine uzanır. Yaygın olarak şu anda, antenin radyasyon deseni, çıplaklıkta doldur ve beklenmedik loblar üretin. Şiddetli durumlarda, iyi fabrikalı bir giriş için gürültü zeminini yükseltebilirsiniz. Ayrıca RFI'yi bilgisayarlarda, ses sistemlerinde neden hataların ayrılmaz bir parçası haline getiriyor ve hatta tıbbi cihazlar.
Yagi Deseni Nasıl Yaygın-Mode Current Distorts
Yemer radiates, anten modeli artık sadece Yagi elementleri tarafından belirlenmemektedir. coax, istenen yöndeki cevabı ekler. Elde edilen kompozit desen genellikle yüksek yan loblar gösterir, EZNEC veya 4NEC2 gibi yazılımları kullanarak, dikey olarak besleme süresine göre kısa sürede, kutuplu bir şekilde ifade edilen kutuplu bir düğmeye eklenecektir.
Problemin Fiziki: Dengeli Antenler, Unbalanced Feedlines
A Yagi'nin tahrik elemanı dengeli bir radyatördür. En basit formda, merkez iletkeni doğrudan merkezde dengeli bir yük kuvvetine bağlı olarak, dış kalkana davet edilir.
Dünya'nın zemini, kule ve hatta yakın bir metal mast bu kalkan akımı için alternatif yollar sunuyor. Çünkü kalkanın dış yüzeyi çevreye maruz kalıyor, zemine karşı asimetrik bir iletim hattı oluşturabilir - bu yaygın olmayan uzun ekran antene izin verirken.
Tam olarak Balun Nedir?
Kelimenin adı:0)balun[Dönetici:2) veya tersi ile bir bağlantıya dönüşen bir kanala dönüşen bir bağlantıya dönüşen bir akıştır.
Anten çalışmalarında kullanılan iki geniş balkon vardır: gerilim balunlar ve mevcut balunlar. gerilim baluns gücü eşit ve tam olarak dengeli terminallerinde, genellikle dönüştürücü bir aksiyon kullanarak.Mevcut balunlar, aynı zamanda choke baluns, yüksek ortak bir kovalı dipolatör sunmak için ideal bir seçimdir.
Yagi Antenleri için Baluns türleri
Doğru balun seçmek frekans kapsamını, güç işlemesini, mekanik dayanıklılığını ve gerekli olan belirli ortak modu içerir. İşte Yagi besleme sistemlerinde bulunan en yaygın tasarımları:
1. Ferrite Choke Baluns (Current Baluns)
Belki de en popüler ve etkili çözüm, ferrite choke baluns, istenen sinyal üzerinde bir veya daha fazla ferrite toroid, beads veya kolak kablonun tam indüktörleri, genellikle tasarım frekansında bulunan tüm kokpitler taşır.Bu yüksek kollama imkansız güçlerine bir etkisi yoktur.
Malzeme seçimi yüksek çözünürlükte 10 ila 150 MHz arasında, 61 veya özel nikel-zinc malzeme karışımı, 31 tane kriritin seçimi için iyi bir referans olabilir; Mix 31 10'dan 150 MHz'ye kadar parladığı gibi.[Df ve 0.0 Yagis, Mix 61 veya özel nikel-zinc malzemeleri, 60'a kadar sert rüzgar veya RG-8X'e bir yığın için iyi bir referans bulunabilir.)
2. Bantlı Coax Choke (Air-Core Current Balun)
Ferrite olmadan bir alternatif, ortak modları azaltmak için 6 inçlik bir formdaki bir alternatif, ortak moddaki avantajların basit ve sıfır doygunluk riski altında olduğu için oluşturulan bir tepkidir. Ancak, HF'de 4 ila 6 tura kıyasla, RG-213'in 6 inçlik bir kısmı, küçük bir yaralama işlemine kıyasla, hafif bir dönüşüm sağlayabilir.Bu yöntem geçici veya sıfır ücretlendirme riskidir.
3. Balun (Bazooka Balun)
Bir kol balun, koax etrafında yerleştirilen çeyrek dalga uzunluğundaki bir tüpten oluşur, çünkü dış kalkana bağlı olarak sıkıca ve mekanik olarak, düşük frekanslar için daha pratik hale getirir, kısa bir süre içinde başarılı bir şekilde kullanılabilir.
4. Gerilim Baluns (Transformer Baluns)
Gerilmeli bir akışta veya bir yük devretme (örneğin 4:1 veya 9:1'i dış merkezdeki tasarımlarda) ve kuvvet dengeli gerilimler. Yagi context, 1:1 gerilim balun dengeleyici bir rüzgarla inşa edilebilir. Ancak, özellikle mevcut bir balun (örneğin Guanella dönüştürücü) olarak tasarlanmadığı sürece, birçok gerilim balun küçük ortak noktalı baskı sağlar ve temel bir boşlukta baskıya karşı hassastır.
5. Ticari Entegre Baluns
Birçok yüksek performanslı Yagi üreticileri şimdi balun doğrudan tahrikli element meclisine inşa ediyor - OptiBeam ve M2 antenlerinde kullanılan balolar, inşaat kalitesi için yaygın olarak kabul edilen bir birim.Bu birimler belirli bir frekans aralığı ve güç seviyesi için mühendisine bağlıyken yardımcı oluyor.
Baluns Suppress Common-Mode Currents
Baskı mekanizması balun türüne bağlıdır. ferrite chokes için, ferrite materyalinin karmaşık geçirgenliği, sadece dış kalkan ile serideki bir kombinasyon ve direnişi tanıtmaktadır.Uygunda ki, kristalin optimize edilmiş bir direnç gibi davranır, choke bir şekilde ısıtılır, ısıtılır.
Mevcut balunlar, iletim hattı dönüştürücülere (Guanella) göre, mevcutları eşit ve tam tersi akımlar dengeli limandan zorlanılır, ortak mod bileşeni iptal eder (CMRR), genellikle dB'de iyi bir ferrite balunlar her iki geniş kapsamlı yönlendirme dönüşümü ve olağanüstü kollama sunar.
Bir Yagi'de Balun'u yükleyin: Pratik Kılavuz
En iyi balun bile yanlış yüklüyse kötü performans gösterir. Aşağıdaki uygulamalar, elementlerden balun en iyi şekilde bastırılır ve korur:
- [FONT:0]Sahçeler, doğru bir şekilde, doğruyu doğru bir şekilde monte etmek veya onu itmek için bir yol olarak kullanmak gerekir.Eğer itanın her inçi balun, mümkün olduğunca kısa tutmak ve onu simetrik olarak giyinmek için bir yol.
- [FONT:0) Mekanik stres.[[DÜDÜT:1] Ağır ferrite meclisleri, bir bardaka bağlı küçük bir kablo bağlantısına bağlı olarak balunı patlamaya bağlı olarak destekler.
- [FONT:0]Çalışkanlık iyice [Dönetici:0) Ferrite beads ve koroidlerin göz ardı edilebilir ve zaman içinde nem absorbe edilebilir. - Enclose the balun in the Baging.
- [FONT:0) Eş aksiyel domuzlar (Dönderler)[Dönder:) Eğer balun kısa bir koax yol açtığında, onları mümkün olduğunca kısa ve eşit bir şekilde tutamaz.
- [FONT:0] Metal yakınlığı yok.[[Dönetici:0] Ferrite chokes çok yakın metal nesnelere çift, etkinliğini azaltın.En azından bir inç uzakta boğma veya metalik destek kullanın veya bom olmayan standofflar kullanabilir.
Yagi için Doğru Balun'u seçin
Bir balun işletim frekansı, güç seviyesi ile başlar ve bir dürtü dönüşümün gerekli olup olmadığını seçin. standart 50- Yagi (adili element doğrudan koax ile beslenir), 1:1 mevcut balun neredeyse her zaman doğru olduğunu düşünün:
- [FONT=0]Frequency aralığı:[Dönetici:[Dönetici: 0,8|Dörtüncü frekanslar için tasarlanmış bir balun, 144-148 MHz için bir taneden farklı olacak. Bazı tasarımcılar, 31 ve 43 tane karışımın bir kombinasyonunu kontrol edin; hem de HF hem de üst HF bandını kapsamak için yeterli bir paket sağlamalıdır.
- [FONT:0)Power kullanımı: [Dönetici:[Dönetici] Ferrite baluns, ortak moddaki mevcut olan anahtarı kolayca aşarak, üreticinin küçük şarj cihazını kullanarak, yasal limitleri kullanarak büyük bir miktar kullanabilir (FT-240 veya 2.4 inçlik çekirdekler) ve muhtemelen birden fazla çekirdekler. Air-core chokes gücü kolayca idare edebilir, ancak daha az kolerayağını tavsiye eder.
- [FONTT:0) Impedance dönüşümü:[Döntilmiş:[Dönemli) Bazı Yagi tasarımları, özellikle OWA (Optimized Wideband Dizi) varyantları, 50 ohms'tan başka bir şekilde engellenebilir.Eğer 4:1 veya 9:1 dönüşüm gerekliyse, hem dönüşüm hem de kollama sağlayan bir Guanella akımı balun seç.
- [FONT:0]Mechanical integration:[Dönetici:[Dönetici] A balun mevcut alanda sığmayacak veya güvenli bir şekilde monte edilemez hale getirilecektir. Kompakt Yagis için, tek bir geri dönüşlü bir bal-onun üzerinde bir pusulanın etkili olmasını gerektirir.
Test ve Ölçme Balun Etkililiği
Yönelme konusunda temel risklidir; bir balun performansı doğrulanmalıdır. Birkaç basit alan testi tekniği, ortak mod akımlarının yeterli şekilde bastırılıp bastırıldığını doğrulayabilir:
- [FONT:0]Current Probing: [Dönetici: [Dönetici: [Dönetici: 0]))) Current Probing: [Düzgünüzdeki bir fikre sahip olmak için bir fikre sahip olmak için bir fikre sahip olmak, MFJ-854 gibi bir fikre sahip olmak için bir sabit bir kuvvet araştırması oluşturabilirsiniz.
- [FONT:0]Ortak Test ile Atenna Analizi: Seun'dan anteni kapatıp, SWR'ye dokunmamak için iyi bir portu kapatıp, eğer bir anten analiz etmek için uygun değilse, ortak noktanın geri çekilmesine karşılaştırıldığında, herhangi bir istikrarsızlık veya besleyin.
- [FONT:0]İki-Port S-parametre ölçümü: [Dönetici için], bir vektör ağı analiz cihazı doğrudan ortak modun kapatılmasını ölçebilir.[Dönetici / 2000 ohms) ve işletim frekansına karşı dirençli olmalıdır.
- [FONT=0]On-Air Checks:[Dönetici] Yagi tarafından kurulmuş olan ve RFI'yi gölgede kapatacak şekilde kapatacak şekilde, eğer ses veya SWR değişiklikleri ile, ortak mod mevcutsa, doğru bir şekilde yüklenmiş bir sistem, bir başka test, yeryüzündeki koax kalkanından geçici bir zemin teli çalıştıracak; eğer SWR veya desen değişiklikleri ile doğrulanamazsa, ortak mod düzgün bir şekilde kapatılamaz.
Ortak Hatalar ve Them'dan Nasıl Kaçırmak
Bazen balun performanslarını sabote etmek deneyimli inşaatçılar bile.Bu tuzakları Siden:
- [FONT:0]Mevcut bir balun ihtiyaç duyduğunda bir gerilim balun. [Dönetici:0] HF antenleri için satılan birçok "4:1 balun aslında bir gerilim balun tipik olarak tek bir rüzgara sahipken, bir sürü akıma yol açabilir.
- [FONT:0]Gülk noktasının çok uzak tutulmasını sağlamak.[[Dönetici:0) Eşin, ortak mod akımı için bir antendir.Eğer uzaktan çok uzak durmalısınız, antenin parçası olarak bu kısa metrajı tedavi edin ve doğrudan tahrikli terminallerde ideal bir konum.
- [FONT:0)Genel olarak görünen temel bir değerdir.[FONT][/FONT][/FONT=0)En çok kullanılan bir dizi antende, bazı gruplar ortak mod rezonans sergileyerek veya birden fazla çekirdek kullanarak bu durumu engellerse, balun iletmesi muhtemel.
- [FONT:0) Farklı mod kaybı görmezden gelin; Nadir, kötü bir yara balun aşırı rüzgar direnci veya yüksek frekanslarda temel kaybı nedeniyle eklenme kaybı ortaya çıkarabilir.SWR ile ve balun olmadan; herhangi bir önemli artış bir tasarım kusurunu gösterebilir. Yüksek parlaklıklu bir şekilde yüksek çözünürlükte bir güç ifade edebilir, antene teslim edilen sinyalin azaltılması.
- [FONT:0]Bir balun tüm Yagis'e uygun olduğunu varsayın.[DÜDÜT:1) 20 metre monobandı seçmek için mükemmel bir şekilde becerilmiş bir 6meter Yagi. Band geniş, uygun bir yaklaşım talep eder ve mekanik kısıtlamalar her zaman model veya balun tasarımını seçmeden önce yem noktasındaki ortak noktayı ölçmek.
- [FONT:0]Sesin'in geri dönüş kaybının kendisini seçmesi gerekir.[#0T:1] A balun da bir iletim hattı cihazıdır; kötü geri dönüş kaybı antenle karmaşık etkileşimlerine neden olabilir. Commercial baluns genellikle geri dönüş kaybı anlamına gelir.20 dB.
Bir Properly Implemented Balun'un Faydaları
Yagi'niz etkili bir balunla donatılmışken, farklar ince değildir. Antenin radyasyon modeli öngörülebilir ve temiz hale gelir, yazılım modellerinin onları tahmin ettiği yerde derin çıplaktır.Gerekç kat sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık gürültü yapmaz, çünkü besleme hattından, güç hatlarından veya yakın elektronikten gelen transmit ses raporları RFI'yi gölgeler halinde geliştirir ve doğrusal olmayan hassas ekipmanlarla birlikte çalışır.
Sistem perspektifinden, bir balun ayrıca antenin ön uçlu eşleştirme ağını koruyor. Modern transceivers nihaileri korumak için doğru SWR algılamaya güveniyor; ortak mod akımları SWR köprüyü yanlış okumalara, daha kötü katlamalara yol açabilir.In isolating the anten from the feedline, the balun only the antenin gerçek özelliklerini yansıttır.
Yarışmacılar ve DXers için, kenar önemlidir. Sinyal-to-noise oranına daha temiz bir QSO ve eksik bir multiplier ile. EME gibi zayıf imzalı bir çalışma, hatta dakika beline radyasyonu gibi bir miktar değerli kazanç sağlayan çok kötü loblar tanıtabilir. İşte, bir balun sadece bir aksesuar değildir - bir performans-kritik bileşen arasında bir fark değildir.
Yagi'nin Ötesinde: Diğer Anten Sistemlerinde Balunlar
Bu işlem makalesi Yagis'e odaklanırken, prensipler farklı frekanslar için uzatılır ve hatta dikey diziler yapabilirsiniz. Aslında, koax ile beslenen herhangi bir dengeli anten ortak noktalı choke. For the anten experimenter, [DK7ZB balun guide[DKDK7ZB], çeşitli ferrite malzemeleri ve koaxalar için ayrıntılı bir rüzgar sağlayan ve kullanışlı bir kaynaktır.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Ortak mod akımları Yagi antenlerinde sessiz bir performans katili temsil eder, ancak çözüm basittir: doğru seçilmiş ve düzgün bir şekilde balun. Doğru balun tipini tercih ederseniz, etkili bir Yagi'yi büyük bir bağlantıya dönüştürebilirsiniz, bu yüzden her zamankinden daha iyi bir yol ve anteni, bu kritik detayı beslemeden kullanmaya değer.