BALUN чи не BALUN? Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Антени. Теорія

Коментарі до статті

Призначення пристрою - перешкоджати протіканню струмів ВЧ по зовнішній поверхні обплетення для послаблення антенно-фідерного ефекту [2]. Пристрій підкуповує простотою і легкістю виготовлення, але чи добре він відповідає вимогам, що висуваються?

Розглянемо їх. Balun повинен мати можливо більш високий опір для струмів ВЧ на обплетенні без розриву контакту по постійному струму, тобто. бути дроселем. Котушки індуктивності, які використовуються як дроселі, виконують за відомими правилами: прагнення отримати максимальний індуктивний опір при мінімальній власній ємності змушує використовувати секційовану обмотку та/або циліндричну з деяким кроком.

Часто широкосмугові дроселі роблять так: від початку ("гарячого" виведення) ведуть намотування з великим кроком, потім з меншим, потім виток до витка, і, іноді, останню секцію намотують способом "універсал".

Власна ємність дроселя С0 з індуктивністю його обмотки L утворює паралельний коливальний контур (рис. 1), резонансна частота f0 тим вище, чим менше ємність. На частотах вище f0 дросель має ємнісний опір, що швидко падає з підвищенням частоти, тобто перестає виконувати свої функції.

Суцільною лінією на графіці (рис. 1) показано залежність реактивного опору дроселя від частоти ідеальної котушки з нескінченною добротністю. Втрати в котушці знижують добротність, гілки кривої не йдуть у нескінченність (штрихова лінія на графіці), а складі повного опору з'являється активна складова R. Вона максимальна на резонансної частоті і дорівнює pQ, де р = (L/C0)1/2 - Характеристичний опір. Звідси ясно, що збільшення повного опору дроселя треба всіляко збільшувати його індуктивність і зменшувати власну ємність.

Але повернемося до наших Валунів.

Кабель, згорнутий у бухту, повинен мати помітну власну ємність (до кількох десятків пФ/м!). Це означає, що бухта кабелю стане не дроселем, а коливальним контуром із певною резонансною частотою. Природне бажання намотати в бухті побільше витків (для збільшення індуктивності) може призвести до прямо протилежного результату: резонансна частота виявиться нижчою за робочу, і balun поводитиметься як ємність, причому зі збільшенням числа витків ємнісний опір падатиме.

Для перевірки цього припущення була зібрана найпростіша вимірювальна установка (рис. 2), що складається з генератора стандартних сигналів (ГСС) та осцилографа. Balun розташовувався прямо на дерев'яному робочому столі і підключався одним виводом обплетення кабелю (жила не використовувалася) до корпусу ГСС, до іншого виводу приєднувалися детекторний діод VD1 і кабель внизу низькочастотного осцилографа. AM сигнал від ГСС подавався на balun через дуже малу ємність зв'язку, утворену відрізком ізольованого провідника довжиною близько 10 см. Таким чином, установка практично нічого не додавала до власної ємності бухти кабелю (ємність діода – частки пікофаради).

Резонанс виявили відразу по різкому зростанню як постійної складової, так і амплітуди сигналу модуляції на вході осцилографа. Добротність контуру (бухти кабелю) виявилася зовсім не малою - від 30 ("ширпо-требовський" ТВ кабель) до 60 (кабель з жорсткою поліетиленовою зовнішньою ізоляцією). Резонансна частота f0, як і очікувалося, залежить від числа витків N та діаметра бухти D. Дані кількох вимірювань для широко поширеного кабелю РК-75-4-11 (зовнішній діаметр по ізоляції 7,3 мм, по обплетенню 5 мм, жила 0,72, XNUMX мм) зведені до таблиці.

Зрозуміло, ці дані - орієнтовні, оскільки резонансна частота залежить від густини укладання витків, близькості навколишніх предметів та інших факторів. За даними таблиці було побудовано графіки залежності резонансної частоти від числа витків (рис. 3). Вони і підкажуть максимальну кількість витків, при яких balun ще залишається дроселем.

Для порівняння в одному з експериментів замість бухти (D = 20 см, N = 11) той же кабель довжиною 7 м був намотаний на пластмасову трубку діаметром 10 см. Вийшла циліндрична котушка, що містить 20 витків при довжині намотування 15 см. Резонансна частота зросла з 4 до 7 МГц, а добротність – з 30 до 65. Очевидна перевага традиційного виконання котушок!

То що робити? Найпростіше виготовити balun із бухти кабелю для однодіапазонної антени – його слід налаштувати в резонанс на робочу частоту, підбираючи діаметр та число витків. Тоді його повний опір буде максимально можливим, а отже, буде максимальним і ефект ослаблення струмів на обплетенні.

Для широкосмугових balun'ов резонансну частоту потрібно підібрати такою, щоб вона опинилася поблизу верхнього краю робочого діапазону. Для частот нижче резонансної індуктивний опір balun'a можна знайти, знаючи індуктивність L: Xl = 27πfL, або за точнішими формулами для повного опору паралельного резонансного контуру, наведеним у [3]. При зниженні частоти balun перестане працювати приблизно на тій частоті, де його індуктивний опір виявиться одного порядку з хвильовим опором кабелю, що розглядається як провід з діаметром, рівним діаметру обплетення, у вільному просторі (400...600 Ом).

На закінчення наведемо кілька корисних методик і формул [3]. Вони можуть стати в нагоді тим, хто експериментуватиме або розраховуватиме подібні пристрої. Довжину кабелю в бухті легко визначити за формулою πDN. Індуктивність можна розрахувати так: L = 2 N2D [lп (8D / d) -2]. Діаметри бухти D та зовнішньої обплетення кабелю d беруться в сантиметрах, а індуктивність виходить у наногенрі. Добротність вимірюють по ширині кривої резонансної 2Δf за рівнем 0,7 від максимального: Q = f0/2Δf. Власна ємність С0 balun'a важко піддається розрахунку, але її можна знайти експериментально. Якщо до висновків підключити додатковий конденсатор відомої ємності С1 то резонансна частота знизиться і стане рівною f1. Тоді С0 = C1/[(f0/f1)2-1].

Користуючись цим прийомом і формулами, було встановлено, наприклад, що індуктивність бухти D = 10cm,N = 4 становить 3,2 мкГн, а власна ємність 10 пФ, що дає резонансну частоту 28 МГц, що збігається з вимірюваною.

література

1. Balun із фідера. – Радіо, 2001, № 10, с. 65.
2. Гречихін А., Проскуряков Д. Антенний ефект фідер. – Радіо, 2000, № 12, с. 56 -58; 2001 № 1, с. 64 – 66; №3, с. 67.
3. Гінкіна Г. Г. Довідник з радіотехніки.-М., Л.: ГЕІ, 1948.

Автор: В.Поляков

Дивіться інші статті розділу Антени. Теорія.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами 05.05.2024

Сучасний світ науки та технологій стрімко розвивається, і з кожним днем ​​з'являються нові методи та технології, які відкривають перед нами нові перспективи у різних галузях. Однією з таких інновацій є розробка німецькими вченими нового способу керування оптичними сигналами, що може призвести до значного прогресу фотоніки. Нещодавні дослідження дозволили німецьким ученим створити регульовану хвильову пластину всередині хвилеводу із плавленого кремнезему. Цей метод, заснований на використанні рідкокристалічного шару, дозволяє ефективно змінювати поляризацію світла через хвилевід. Цей технологічний прорив відкриває нові перспективи розробки компактних і ефективних фотонних пристроїв, здатних обробляти великі обсяги даних. Електрооптичний контроль поляризації, що надається новим методом, може стати основою створення нового класу інтегрованих фотонних пристроїв. Це відкриває широкі можливості для застосування. ...>>

Приміальна клавіатура Seneca 05.05.2024

Клавіатури – невід'ємна частина нашої повсякденної роботи за комп'ютером. Однак однією з головних проблем, з якою стикаються користувачі, є шум, особливо у випадку преміальних моделей. Але з появою нової клавіатури Seneca від Norbauer & Co може змінитися. Seneca – це не просто клавіатура, це результат п'ятирічної роботи розробників над створенням ідеального пристрою. Кожен аспект цієї клавіатури, починаючи від акустичних властивостей до механічних характеристик, був ретельно продуманий і збалансований. Однією з ключових особливостей Seneca є безшумні стабілізатори, які вирішують проблему шуму, характерну для багатьох клавіатур. Крім того, клавіатура підтримує різні варіанти ширини клавіш, що робить її зручною для будь-якого користувача. І хоча Seneca поки не доступна для покупки, її реліз запланований на кінець літа. Seneca від Norbauer & Co є втіленням нових стандартів у клавіатурному дизайні. Її ...>>

Запрацювала найвища у світі астрономічна обсерваторія 04.05.2024

Дослідження космосу та її таємниць - це завдання, яка привертає увагу астрономів з усього світу. У свіжому повітрі високих гір, далеко від міських світлових забруднень, зірки та планети розкривають свої секрети з більшою ясністю. Відкривається нова сторінка в історії астрономії із відкриттям найвищої у світі астрономічної обсерваторії – Атакамської обсерваторії Токійського університету. Атакамська обсерваторія, розташована на висоті 5640 метрів над рівнем моря, відкриває нові можливості для астрономів у вивченні космосу. Це місце стало найвищим для розміщення наземного телескопа, надаючи дослідникам унікальний інструмент вивчення інфрачервоних хвиль у Всесвіті. Хоча висотне розташування забезпечує більш чисте небо та менший вплив атмосфери на спостереження, будівництво обсерваторії на високій горі є величезними труднощами та викликами. Однак, незважаючи на складнощі, нова обсерваторія відкриває перед астрономами широкі перспективи для дослідження. ...>>

Випадкова новина з Архіву Відмінності між чоловічим та жіночим інфарктом 29.01.2016 Причини, симптоми та наслідки жіночих інфарктів нерідко відрізняються від чоловічих. Незважаючи на помітне падіння смертності від серцево-судинних захворювань у США у XXI столітті, жінки помирають від них набагато частіше, ніж чоловіки. Причина в тому, що хвороби серця все ще погано лікують та діагностують у жінок, наголошують вчені. Причиною інфаркту міокарда вважається закупорка основних артерій, які ведуть серцю (тромбоз). У жінок (порівняно з чоловіками) закупорка має менш серйозний характер, їм рідше потрібно стентування. Однак у них частіше ушкоджуються коронарні артерії, що призводить до скорочення припливу крові до серцевого м'яза. Результат цього процесу – той самий інфаркт. Біль у ділянці грудної клітки є головним симптомом інфаркту для обох статей. Однак у жінок частіше трапляються атипові симптоми (задуха, блювання, біль у спині). Щодо лікування, то жінки стикаються з більш важкими ускладненнями після відновлення кровотоку. Справа в тому, що їх кровоносні судини зазвичай менші, а (принаймні в США) вони старші і більше страждають від таких факторів ризику, як діабет та високий тиск. Крім того, їм рідше прописують кардіореабілітацію і вони рідше доводять відновлювальну програму до кінця.

Інші цікаві новини:

▪ Дитяче взуття з GPS-трекером

▪ HGST почала постачання нових 2,5" HDD сімейства CinemaStar

▪ З'ясовано головну причину розвитку раку

▪ Віртуальна реальність для знеболювання

▪ SIMO PMIC-перетворювач MAX77654

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Культурні та дикі рослини. Добірка статей

▪ стаття Джерела забруднення атмосфери. Основи безпечної життєдіяльності

▪ стаття Чи можуть сліпі від народження люди повністю задіяти зір після його набуття? Детальна відповідь

▪ стаття Двопривідний веломобіль. Особистий транспорт

▪ стаття Підсилювач на 200 Вт. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Мікропотужний перетворювач для живлення варикапу. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024