ANTENNA ILLESZTŐK. (Improvizált, nem rezonáns. hangolatlan kimenetű tranzisztoros végfokokhoz) HA5GN. Jánosy. János Sebestyén n HA5GN

Átírás

1 ANTENNA ILLESZTŐK (Improvizált, nem rezonáns ns antennák k illesztése se kényes, k hangolatlan kimenetű tranzisztoros végfokokhoz) v Jánosy János Sebestyén n HA5GN

2 Hivatkozások: transmissionline/loll/ 4. HA5GN: Állomás s optimalizálás - módszerek, készk szülékek (RT 2010/4, 2010/5, 2010/6, 2010/7) 5. HA5GN: Tapasztalatok antenna hangolókkal kkal, balunokkal (RT ÉK K 2006) 6. HA5WH: Balunokról l néhány n ny sorban (RT 2004/7) 7. HA5AG: Ismerjük k meg ferritgyűrűinket! inket! (RT ÉK K 2003) Build an All Band HF Air Core 1:1 Choke Balun ( Nap

3 Tartalomjegyzék 1. Bevezetés 2. Néhány zavaró tévhit tisztázása sa 3. Tápvonalak előnyei, hátrh trányai miért és mennyire fontos az SWR? 4. Tetszőleges antennák földfüggetlen, mégis korrekt illesztése se - készülékek Nap

4 Új j feladat: 1. Lakóhelyen, meglévő (és s főleg f koax táplálású) antennák k használata 5MHz NVIS QSO-khoz (Nem rezonáns ns antennák k témakt maköre!) 2. Kitelepülve, lve, könnyen k gyorsan és s energia- hatékonyan folytatni ugyanott ugyanazt (5MHz, NVIS QSO) Nap

5 Tartalomjegyzék 1. Bevezetés 2. Néhány zavaró tévhit tisztázása sa 3. Tápvonalak előnyei, hátrh trányai miért és mennyire fontos az SWR? 4. Tetszőleges antennák földfüggetlen, mégis korrekt illesztése se - készülékek Nap

6 Tévhit: a koax veszteséges, a kéthuzalos k tyúkl klétra sosem Ez igaz, de nem a geometria, hanem a dielektrikum miatt! Dielektrikum Rövidülési t. Jellemző veszteség Tömör PE vékony, RG 58/U Vastagabb, RG 213/U Tömör r teflon (PTFE) RG 142/U AirCom Plus Habosított PE 0,66 50 MHz: <3dB/100m 100 MHz: <15,3< 15,3dB/100m 0, MHz: <7,8< 7,8dB/100m 0, MHz: <5,5< 5,5dB/100m 0, MHz: <3,3< 3,3dB/100m Levegő 1,000 Gyakorlatilag nincs Nap

7 Nap

8 Nap

9 A teljesítm tményt a dielektrikum vezeti! (Tölcs lcsérhossz: 1 λ 90%:0,7 λ átm.) Nap

10 Tévhit: Antennahangolót, t, ha lehet, ne használjunk, csak veszteséget okoz A csöves végfokokban v eleve van antenna hangoló, Collins-nak nak,, Pi tagnak hívjh vják ha jól j l van méretezve, m egészen rossz SWR-eket is könnyen k kihangol. Hangoló: : ha jól j l használj lják, minimális veszteséget okoz. Tranzisztoros végfokban v nincs rezgőkör, r, széless lessávú trafó és s felülv lvágó szűrő van nincs mód m d illesztésre, sre, ha nem 50Ω a teher! Csak ha van hangoló Minden tápvonal t transzformál l impedanciát, ha két k t végén v n nem a névleges n impedanciával zárjz rják k le. (Rövid vidüléssel vett) negyedhullámú tápvonal példp ldául (hossza = rövidr vidülés * λ / 4 ): Zbe * Zki = Ztáp * Ztáp; ; 50Ω koax: Zbe * Zki = 2500Ω 2 Ha fent nincs jó illesztés, s, akkor lent NINCS 50Ω; ; ráadr adásul C-t t L-re, L L-t L t C-re C váltv lt; KELL a hangoló (persze nem árt érteni hozzá,, hogy mit és s mire ) Fordult elő (rövidülés * 2 * λ / 4 ) távolst volságonként nt szétégett koax Nap

11 Tévhit: a visszavert teljesítm tmény a végfokot v melegíti, elvész Melegítheti, ha ott veszteséges elemeket (széless lessávú ferrit trafó,, tranzisztorok, stb.) talál. l. Ha az adó kimenetén nagy jóságúj elemekből l felépített PI-t vagy hangolót talál, l, alul is vissza tud verődni dni. Jár-kel, míg g le nem sugárz rzódik (kivéve, ve, ha felemészti a veszteséges tápvonal!) Nap

12 Veszt, 10MHz, 100m Példaszámítás: s: 5MHz, 20m koax Veszt., 5MHz, 100m Veszt. 5MHz, 20m Kábel db db, kb. db, kb. RG58/U RG213/U Grafikon alapján: További veszt. SWR 2 További veszt. SWR 3 További veszt. SWR 4 További veszt. SWR 5 További veszt. SWR 7 További veszt. SWR 10 Many amateur radio operators consider any impedance mismatch a serious matter. Power loss will increase as the SWR increases. For example, a dipole antenna tuned to operate at 3.75 MHz the center of the 80 meter amateur radio band will exhibit an SWR of about 6:1 at the edges of the band. However, if the antenna is fed with feet (76m) of RG-8A coax, the loss due to standing waves is only 2.2dB, which may seem like a small loss, but is on a logarithmic scale. If running a typical 100W transmitter on the HF band, 2.2dB of loss would reduce the output power to 60W. That is a 40% reduction in power. (Wikipedia). HA5GN: RG-8: 10MHz 100m További veszt. SWR 15 További veszt. SWR 20 db, kb. db, kb. db, kb. db, kb. db, kb. db, kb. db, kb. db, kb. RG58/U RG213/U < Összegezve: SWR 2 SWR 3 SWR 4 SWR 5 SWR 7 SWR 10 SWR 15 SWR 20 db, kb. db, kb. db, kb. db, kb. db, kb. db, kb. db, kb. db, kb. RG58/U RG213/U < Nap

13 Tévhit: csak a rezonáns ns antenna jó, j, a dipólt addig kell csipkedni két k t végén, v míg m g 1:1 nem lesz az SWR-je 1. Az antennának nak NINCS SWR-je je,, csak a tápvonalnak t van. 2. Az antennának nak VAN: hatásos keresztmetszete, talpponti impedanciája, iránykarakterisztik nykarakterisztikája, polarizáci ciója, rézvesztesr zvesztesége (ami kicsit megnő,, ha rezonál ). Slussz! 3. Nem sugároz jobban, ha rezonál. Csak sokkal könnyebb illeszteni és direkt illesztésn snél l kisebb a tápvonal veszteség. 4. A Long Wire,, V-Star V beam,, a Beverage egyik sem rezonáns ns antenna. Régen a repülőgépek, pek, hajók k fix hosszúságú antennákkal dolgoztak 3 20 MHz között, k persze inkább levegő dielektrikumú tápvonalakkal. A rezonanciát t a keskeny rádióamatőr r sávok s miatt kezdtük k fontosnak tartani. Nap

14 Ez persze egy rezonáns ns antenna (FB-33) Nap

15 Tévhit: a hangoló rendbeteszi rezonanciát és SWR-t 1. NEM! A rezonanciához semmi köze. k Azzal nem lehet mit kezdeni. 2. Az SWR-t (a tápvonalt pvonalét!) ) akkor hozza rendbe, ha az antenna és s a tápvonal t között k van. Ide rakták Tomiék (HA7RY, AA7JV) a TX3A-n, és s a hangoló szépen követte k a dagályt. Közben K a koax mindkét t végén v n mindig 50Ω lett. 3. A tápvonal t alja és s az adó közé rakva csak az adó felé eső tápvonal darab SWR-két rakja rendbe (néha az se kevés). Az antenna-illeszt illesztés-tápvonal együttest (kétpólust)) csak az érinti, mekkora a talpán n a feszülts ltség. Hogy hogyan hozták k létre, l érdektelen (illetve, hogy földfüggetlen-e,, az még m g lehet igen fontos. Lásd L később). k Nap

16 Tartalomjegyzék 1. Bevezetés 2. Néhány zavaró tévhit tisztázása sa 3. Tápvonalak előnyei, hátrh trányai miért és mennyire fontos az SWR? 4. Tetszőleges antennák földfüggetlen, mégis korrekt illesztése se - készülékek Nap

17 Koaxiális és s kéthuzalos k (tyúkl klétra) tápvonalakt Koax tápvonal Kéthuzalos tápvonalt E- lőny Hátrány Könnyebben vezethető, kevésb sbé érzékeny a környezetk rnyezetére, re, keveset sugároz Nem levegő a dielektrikum, így jelentősek a veszteségek Gyakorlatilag nincs veszteség, levegő a dielektrikum a távtartt vtartók ellenére, extrém teljesítm tményt is bírb Érzékeny a környezetére, re, jobban sugároz, nem szabad vezetőkh khöz z közel k vinni Nap

18 Koaxiális és s kéthuzalos k (tyúkl klétra) tápvonalakt Legyen tökéletesen illesztett az antenna: SWR 1:1 (dipól: 60Ω; tehát SWR 1:1,2 ) És még legyen még szimmetrikus is, a tápvezeték két ágán azonos de ellenfázisú áram folyik. EKKOR: Ha mindkét vezetéktől egyforma távolságra vagyunk, a két vezeték sugárzása semlegesíti egymást, de ez nem azt jelenti, hogy nem sugároznak A koax: köpeny ekvivalens vonalsugárzója ugyanoda esik, mint a belső vezető ha elég messze vagyunk, hogy a hengert vonalnak lássuk, nem mérünk sugárzást A kéthuzalos tápvonal két vezetője egymástól messzebb és nem egyforma messze van távolabbról is mérhető sugárzás Egyik sem szereti a rossz vezetőt maga körül koaxot se ássunk el, ne vezessük acélcsőben ne kössük a fém oszlophoz ne is dobjuk tekercsben a földre, a szalagot ne törjük meg erős szögben Veszteség: a veszteséges tápvonal és a magas SWR együtt okozzák Nap

19 Kéthuzalos (tyúkl klétra, macskalétra) tápvonalakt Méterenként nt Friedrichshafen-ben kb. 1 euró Nap

20 Kéthuzalos (tyúkl klétra, macskalétra) tápvonal t W3NP Nap

21 Kéthuzalos (tyúkl klétra, macskalétra) tápvonal t HA5GN Nap

22 Kéthuzalos (tyúkl klétrás) 2x41.8m dipól l HA5GN Nap

23 Nap

24 1. Koax és s szalag - milyen a veszteség? Ellenőrz rzés: VK1OD 2x 10,05 05m m dipól l (7.15MHz), 9,1m magasan Kábel: RG 58/U, veszteség g eléri a 10,5 db -t Veszteség áramhasban kicsi (7 és s 21 MHz), feszülts ltséghasban táplálva lva nagyon rossz az SWR. A kábel is rossz Nap

25 2. Koax és s szalag - milyen a veszteség? Cserélj ljünk jobb koax-ra ra!! Az SWR-ek ugyanazok! 2x 10,05 05m m dipól l (7.15MHz), 9,1m magasan Kábel: RG 213/U, veszteség g már m r csak (?) 7,5 db Veszteség áramhasban kicsi (7 és s 21 MHz), feszülts ltséghasban táplálva lva ugyanaz a rossz SWR. A kábel k lett egy kicsit jobb Nap

26 3. Koax és s szalag - milyen a veszteség? Cserélj ljük gyári tyúkl klétrára! ra! 2x 10,05 05m m dipól l (7.15MHz), 9,1m magasan Wireman 551 Ladder line, kisebb mint 1 db veszteség!! SWR romlott az áramhasban (50Ω helyett 450 ohm), kicsit javult feszülts ltséghasban, de ha a tápvonal t kicsi veszteségű, nemigen tud ártani! 3,5MHz-es dipól 5MHz-re esetleg? Nap

27 Program: NMANA-GAL 4. Koaxos 3.6 MHz dipól? Antenna: 2x 20.5m huzal, átmérő 2mm (talán vékony) SWR határ Sávszélesség Max. 1:2 Max. 1:3 Max. 1: khz 3650 khz 3400 khz 3700 khz 3000 khz 4500 khz Lehangolni le lehet, de nagyok lehetnek a veszteségek Vagy igen kis veszteségű (drága, kényes) k koax,, vagy tyúkl klétra, vagy multiband kivitel: Aláé áépítve 2x 14.0m dipól l 5.2 MHz-re! (SWR 1.44) Nap

28 Egy másik amatőr r tapasztalata: WB8IMY, QST, dec Nap

29 Kérdések (I. rész)? r Nap

30 Tartalomjegyzék 1. Bevezetés 2. Néhány zavaró tévhit tisztázása sa 3. Tápvonalak előnyei, hátrh trányai miért és mennyire fontos az SWR? 4. Tetszőleges antennák földfüggetlen, mégis korrekt illesztése se - készülékek Nap

31 Miért is jój hangolót t használni? Ha jól választjuk, még egy rezgőkör hatásosan csillapítja felharmonikusokat, és nem okoz számottevő veszteséget Optimalizálja a vételt, vevőre illeszti az antennát, zavart csökkent Megfelelő forgatógombbal (felírt osztások) gyors a beállítás is Ha az osztás nem stimmel, valami történhetett az antennával Többsávos antennánál más sávok zavarását csökkentheti Automata vagy kézi k hangoló? Az automata kényelmes, nem kell hozzá érteni, de nem is sokat ér ( az eredeti SWR legyen 1:3 nál kisebb ) viszont drága Rossz SWR-nél először fix alkatrésszel be kell hozni 1:3 alá Nem vesszük észre, ha az anennával történik valami csak ha durva a hiba, nem bír lehangolni Nap

32 Hatásos forgatógombok gombok Nap

33 Amivel indult: a Collins vagy Pi szűrő ( π ) Pi szűrő: nagy impedanciát könnyen illeszt kicsihez, ha mindkét oldalán kicsi az impedancia, kellemetlen értékek jönnek ki Minden delta átszámítható csillaggá Pi-ből: T szűrő T szűrő: kellemesebb értékek adódnak, széles tartományban jó Hátrány: felüláteresztő szűrő felharmonikusoknak kedvez (lehetne fordítva: két tekercs és egy kapac rotary induktor drága! Nap

34 Automata: T vagy L szűrők L szűrő: Le vagy fel transzformál, értékek bináris létra szerint, 256 különböző érték 1-1 byte-tal (L, C)vezérelve Induktivitások nem lehetnek csatolásban, nem ilyen a sorrend, ahol lehet, ferrit van (nem szór) Érdemes olcsó kicsit venni, a reléket, detektort és az L-C elemeket börzén olcsón vett nagyteljesítményűre cserélni ( AA7JV ) Nap

35 Emergency portable kit Nap

36 Pic-es es, bináris létrl trás s Pi & L hangoló: : pl. SG-237 Nap

37 The SPC: Serial-Parallel arallel Capacitor Nap

38 Mintaszerű home-brew SPC legalább 1kW-ra Nap

39 Tápvezet pvezetékek - 50Ω aszim., 400Ω szim. Nap

40 Tápvezetékek és s szokásos sos hangolók Nap

41 Valós s antenna: legtöbbsz bbször r nem pontosan szimmetrikus, semmije nincs földpotencif ldpotenciálon! lon! Ha odakényszer nyszerítjük, a földf ldáram miatt a dobozok csípnek! Nap

42 A megoldás: földfüggetlen hangoló! A barna vonal nincs rögzr gzítve, bárhova b húzhatja az antenna! Egy rém r m kellemetlen földhurok f is megszűnik (zölds( ldsárga-antennaantenna föld)! Nap

43 Nincs a kereskedelemben (miért?), csinálni kell!! A ferritgyűrűs s trafó függetleníti ti az antennahangoló/antenna együttest a földtől. l. Értelmét t veszti a szimmetrikus-aszimmetrikus besorolás. s. Megszakad az életvédelmi föld f és s a villámv mvédelmi föld f koaxköpennyel történő összeköttetéséből l származ rmazó földhurok, ami igen sok zavar forrása. A gyűrű optimális körülmk lmények között k dolgozik, mindkét t oldalán n tisztán rezisztív 50Ω van (egyik oldalon van az adó,, a másik m oldalon a hangoló csinálja meg rezisztív 50Ω ot amikor az SWR 1:1 lesz Nap

44 Trafó helyett jobb az áram-balun! A ferritgyűrűs s trafó helyettesíthet thető koax-tekercsb tekercsből készült áramfojtóval, feltalálója nevén Guanella-balunnal balunnal.. Ilyenkor a földhurok f ugyan galvanikusan nem szakad meg, cserébe viszont a ferrit gyűrűt csak az átvitt teljesítm tmény fele terheli. KövetelmK vetelmény: az 50Ω-os koaxból készült tekercs impedanciája a legalacsonyabb használt frekvencián legyen legalább 200Ω, (természetesen, ha több, t nem baj ) ) A kész k Guanella balunt az alábbi méréssel m ellenőrizz rizzük: Nap

45 Guanella balun legalsó sávon legyen min. 200Ω Ha a kimenet belső erét t földelem f le, (B-C) átalakul 1:1 es transzformátorr torrá. Ha a kimenet harisnyáját t földelem f le, (B-D) az alsó tekercs rövidzr vidzárban lesz, és e rövidzr vidzárat átadja a felső tekercsnek is. Mindkét t esetben az SWR mérőnek m nem szabad ezt észrevennie akkor földfüggetlen,, ugye, ha bárhova b tehetem a földet f Nap

46 Beiktatható profi Guanella balunok akár r 3 kw-ig K3NA konstrukciója Teflon koax RG142/U (egy belső vezető) ) de jobb az sodrott belső eres RG400/U (könnyebb hajlítani) 2 db FT fereritgyűrű (rel. Permeabilitás μ = 2000!) 12 menet (átv( tváltás s a 6. után) Beiktatható kivitel Használhat lható 160m 10m közöttk Legkisebb impedancia > 900 Ω! Nap

47 A megadott frekvenciatartomány ny árambalunra értendő. Trafóhoz RH-ra a 43-as anyagot válasszuk. A 61-es anyag 50MHz-re is jó, j, 1.8MHzre nem jój választás s (oda inkább a 43-as). Nap

48 K3NA mérése m I. Nap

49 K3NA mérése m II. - táblázatosan Nap

50 Földfüggetlen antennahangoló - improvizálva Használhat lható gyári antennahangoló is, ha a dobozát kiszigeteljük és s a forgók k tengelyét t szigetelten kihosszabbítjuk legalább 10 cm-re. A tekercs kapcsolóját t nem kell kiszigetelni, majd vétel v alatt kapcsolunk A tyúkl klétra egyik ágát t a dobozra, a másik m ágát t a kimenő koax csatlakozó meleg erére re kötjk tjük k (a doboz félfeszültségen lesz) Egy hokedlire feltesszük k a hangolót, elé kötjük k a Guanella balunt és óvatosan lehangolunk Automata hangoló nem ajánlhat nlható,, mert nem valósz színű,, hogy le tudja hangolni a 450Ω os tyúkl klétrát, t, és s ezen kívül k l még m g a tápvezetékét t is ki kell fojtózni (doboz ugye félfeszültségen ) Nap

51 Földfüggetlen antennahangoló blokkvázlata Nap

52 Földfüggetlen antennahangoló képe Nap

53 Földfüggetlen antennahangoló képe Nap

54 Légmaggal is lehet koax árambalunt építeni Nap

55 HA5GN mindentudó hangolója (kész szül) I. Nap

56 HA5GN mindentudó hangolója (kész szül) II. Nap

57 Hivatkozások: 1. images/the%20lure%20of%20ladder%20line.pdf transmissionline/loll/ 4. HA5GN: Állomás s optimalizálás - módszerek, készk szülékek (RT 2010/4, 2010/5, 2010/6, 2010/7) 5. HA5GN: Tapasztalatok antenna hangolókkal kkal, balunokkal (RT ÉK K 2006) 6. HA5WH: Balunokról l néhány n ny sorban (RT 2004/7) 7. HA5AG: Ismerjük k meg ferritgyűrűinket! inket! (RT ÉK K 2003) Build an All Band HF Air Core 1:1 Choke Balun ( Nap

58 73 & DX D de HA5GN Jó hangoló építést! QRZ? Nap