9A HAM portal QRZ.com.hr

Naslovna » Mala škola » Otvoreni ili zatvoreni dipol?

yu1aw_balun_4_1_mVećina dizajnera u izračunima Yagi antena koristi otvoreni dipol impedancije 50 oma, navodeći kako se može koristiti i savijeni zatvoreni dipol impedancije 200 oma, koji se uz pomoć poluvalnog transformatora impedancije sa odnosom 4:1 prilagodi na 50 oma, čime se ujedno simetrira napajanje zračećeg elementa.

Nažalost rijetko možemo pročitati kako preračunati otvoreni dipol u dimenzije zatvorenog dipola. Samograditelji antena obično saviju aluminijsku cijev na način da dimenzije zatvorenog dipola od jednog savijenog kraja do drugog budu upravo onoliko kolika je duljina otvorenog dipola, što je potpuno pogrešno! Tako izrađen zatvoreni dipol umnogome je dulji pa je rezonantna frekvencija daleko ispod željenog radioamaterskog opsega. Gubitak pojačanja takve antene je oko 2 dB!

Pretpostavimo da je program za proračun antene izračunao duljinu otvorenog dipola x=980 mm. Ako gradimo antenu sa otvorenim dipolom koga ćemo napajati u središnjem dijelu, tada na izolator montiramo dvije polovice dipola, sa razmakom od 10 mm između, svaka strana je duljine  (980-10):2=485 mm. Važno je spoj napojnog kabela izvesti što kraće kako bi se zadržala rezonantna frekvencija, s obzirom da izvodi produljuju zračeći element i spuštaju rezonanciju dipola!

Antena sa otvorenim dipolom napaja se preko člana za simetriranje tzv. “Bazooka” koji ne vrši transformaciju impedancije, ali vrši simetriranje, tj. osigurava simetrično napajanje antene.  Ovaj način napajanja vrlo rijetko koriste radioamateri s obzirom da je “Bazooka” komplicirana za izradu.

Antena se može napajati i direktno bez ikakvoga člana za simetriranje, ali tada dolazi do izobličenja dijagrama, gubitaka pojačanja i povećanja šuma antene zbog prikupljanja smetnji iz okolnog prostora preko kabla, kao i povećanja smetnji radio i TV prijemnicima. Zbog toga gotovo svi radioamateri grade antene sa zatvorenim dipolom i poluvalnom  petljom za transformaciju impedancije 4:1 i simetriranje napajanja antene.

yu1aw_zatvoreni_dipol_balun_4_1

Najsigurnije, najbolje i najjednostavnije rješenje je samogradnja zatvorenog dipola! Najvažnija je duljina cijevi od koje kanimo savinuti zatvoreni dipol. Ukupna duljina cijevi od koje je sagrađen dipol mora biti jednaka dvostrukoj duljini izračunatoj za otvoreni dipol, umanjen za rastojanje između krajeva na koje spajamo koaksijalni kabl, t.j, (980×2)-10=1950 mm!

Dipol treba savinuti tako da rastojanje između krajeva bude 10 mm. Napojne točke treba izvesti što bliže krajevima, isto kao i kod otvorenog dipola. Rastojanje između gornje i donje cijevi tj. širina (otvor) zatvorenog dipola treba biti 50 mm ali nije kritična, može biti između 40-60 mm za 144 MHz. Za druge frekvencije treba uzeti proporcionalno drugačiju širinu dipola, tj. oko 2-3% valne  duljine.

yu1aw_balun_4_1Ako je proračun antena načinje za antenu sa izoliranim elementima tada i dipol mora biti izoliran od nosača (boom) i obrnuto, ako su svi elementi pričvršćeni direktno na nosač onda i dipol mora biti na isti način pričvršćen. Ovo je važno jer programi za izračun prilagođava duljine elemenata zbog faktora skraćenja koji nije isti za izoliranje i neizolirane elemente. Sve to za posljedicu ima drukčiju  rezonantu frekvenciju antene.

Ako možete birati, izaberite antenu sa izoliranim elementima, jer ima višestruke prednosti!

Balun se pravi od koaksijalnog kabela sa punim dielektrikom (ne pjenasti) jer je za tu vrstu kabla dosta precizno poznata brzina prostiranja, među radioamaterima poznata kao “faktor skraćenja”.  Za koaksijalne kablove sa punim dielektrikom kao što su RG-8, RG-58 i sl. ovaj faktor iznosi v=0.66, dok za kablove sa pjenastom izolacijom kakvi su obično TV koaksijalni kablovi iznosi 0.8-0.85 ovisno od gustoće izolatora.

Za izradu poluvalnog baluna petlje treba uzeti komad kabla duljine polovice valne duljine, koja na 144 MHz iznosi 2080:2=1040 mm i pomnožiti sa 0.66.  Dobivena duljina od 1040×0.66=686 mm je duljina koja je potrebna za balun.

Napomena: Duljina odrezanoga kabla određuje tako da kao koaksijalni kabl računa samo ono što je pod bakrenom pletenicom (oplet, oklop ili “širm”). Ono što nije pod oklopom više nije koaksijalni kabl nego obična žica!

Povezivanje ovakvog baluna je vrlo jednostavno:

  • Oklope (mase) krajeva baluna i oklop (masu) napojnog kabela što kraće spojiti u jednu točku! Ove mase se ne spajaju nigdje, one “lebde u zraku” (floating)!
  • Kada su svi oklopi (sve mase) zajedno povezane, ostaju na srednji krajevi baluna koje povezujemo na krajeve zatvorenog dipola! Spojevi moraju biti što kraći!
  • Na kraju preostali srednji kraj napojnog kabela povežemo sa jedan (bilo kojim) krajem dipola, tj. baluna, također što kraće!

Tako dobivamo slijedeću konfiguraciju: Sve mase su zajedno povezane, a jedan “vrući” kraj baluna i “vrući” kraj napojnog voda na jedan kraj dipola, dok je na drugi kraj dipola vezan drugi “vrući” kraj petlje!  Poslije lemljenja potrebno je sve dobro zaštiti od prodora vode, najbolje PVC-om koji se prodaje u šipkama za one pištolje za ljepljenje plastikom!

Ako je dipol načinjen od bakra obavezno ga trebate polirati do visokog sjaja i odmah obojiti auto lakom! Ako je od dipol načinjen od aluminija nije potrebna zaštita, ali se za priključenje napajanja moraju koristiti vijci od mesinga, pokalajisane podloške i papučice zbog smanjenja elektrolitičke korozije.

Balun dolazi od engleski riječi (BALanced – UNbalanced).

Dragoslav Dobričić, YU1AW
Izvor: qsl.net/yu1aw

Tags: ,

1 Komentar

  1. E74D says:

    Svaka čast uvaženom kolegi g. Dobričiću. Hvala na ovom tekstu!

Komentirajte

*

MIDNEL Web rješenja Internetski servisi MIDNEL