CB klub Česká Lípa CL - Charlie Lima CB klub Česká lípa, z.s.

DX_anténa pro pásmo PMR 5

Kategorie: Láďa Fórum - technické okénko, Archiv, Všechny články

19.12.2004 21:17:03 - Láďa Fórum - Technické okénko Ládi Fórum - ...1/4 vlnové transformační vedení a souvislosti...

V této části pokračování popisu DX_antény pro pásmo PMR se budeme zabývat transformačním vedením.
Pro správnou funkci popisované DX_antény pro pásmo PMR je mimo pečlivě provedené propojovací vedení a naladění jednotlivých antén, potřeba zajistit transformaci výstupní impedance jednotlivých řad na požadovanou hodnotu. V místě připojení koaxiálního napáječe k anténové řadě, požadujeme obvykle impedancí 50(75) ohmů.

 

Výstupní impedance jedné patrové řady je 37.5 ohmů (symetricky). V přípojném místě u konektoru antény, je s ohledem na použitý napáječ impedance 50(75) ohmů.
Potřebujeme provést transformaci impedance na požadovaných 50 ohmů. K zabezpečení transformace rozdílných impedancí s výhodou použijeme 1/4 vlnový transformační úsek vedení. S ohledem na propojovanou vzdálenost mezi oběma patrovými řadami je zřejmé, že 1/4 vlnová délka transformačního úseku vedení nepostačí k propojení. V tom případě využijeme délky lichého násobku 1/4 vlny. V našem případě 3x 1/4 vlna ze středního kmitočtu pracovního pásma. 
Teoreticky se jeví tento způsob jako jednoduchý a po výpočtech potřebných rozměrů se dostaneme k jistým potížím s realizací takto vypočteného vedení. V úvodě odstavce bylo řečeno, že potřebujeme vzájemně přizpůsobit relativně nízké impedance mezi sebou. 
Při výpočtu dojdeme ke zjištění, že nelze libovolně volit průměr vodiče ve vztahu k požadované impedanci vedení takto vypočítaného. Důvodem je praktická realizace vedení.
Z praktické realizace 1/4 vlnových transformačních vedení je zřejmé, že je vhodnější použít vodič o větším průměru, čímž získáme dvě výhody:
1.) vzdálenost mezi vodiči bude větší při stejné požadované impedanci
2.) vliv vzdálenosti mezi vodiči při požadované impedanci je menší. Získáme vyšší toleranční odchylky v rozteči vodičů s nízkou odezvou na změnu požadované impedance. U vodičů s malým průměrem je odezva i na malé změny vzdálenosti mezi vodiči ve vazbě na požadovanou impedanci velmi vysoká.

Příklad:
Máme vypočítat potřebné údaje pro návrh a realizaci transformačního 1/4 vlnového úseku vedení pro popisovanou DX_anténu.
Vycházejme z předpokladu, že impedance jedné ze dvou řad sestavy je rovna 37,5 ohmům symetricky.
Napájecí koaxiální kabel má impedanci 50 ohmů nesymetricky.
Z uvedeného zadání je zřejmé, že budeme muset použít symetrizační člen. Zvolíme relativně jednoduchý způsob a to pomocí 1/2 vlnové symetrizační smyčky vyrobené z koaxiálního napáječe. Symetrizační smyčka mimo symetrizaci ještě transformuje impedanci a to v poměru 1:4 tzn., že impedance 50 ohmů napájecího koaxiálního kabelu bude při symetrizaci se jevit na symetrickém výstupu smyčky jako impedance 200 ohmů. To je významný údaj, který musíme vztít v úvahu při dalších výpočtech.
Vypočteme potřebnou impedanci 1/4 vlnového transformačního úseku. Pro náš příklad budeme uvažovat impedanci v místě propojení obou 1/4 vlnových transformačních úseků tzn., že budeme transformovat impedanci 37,5 ohmů z jedné řady na impedanci v místě spoje transformačních vedení, které bude muset mít impedanci 400 ohmů (400ohmů / 2 = 200ohmů), po propojení bude v tomto místě impedance požadovaných 200 ohmů. Výpočtem zjistíme, že 1/4 vlnový úsek transformačního vedení musí mít impedanci 122.474 ohmů.

Na obrázku si můžeme popisovanou úvahu prohlédnout ve schématické podobě.

 

transf_1j.jpg: Pokud se ti obrázek nezobrazí klikni pravým tlačítkem myši na nějaké místo v obrázku a vyber ZOBRAZIT OBRÁZEK

 

Závěrem chci požádat čtenáře o vyjádření názorů k dané problematice. 

Vaše připomínky uvítám - jako:

"HLAS NÁRODA" (příspěvky pod článkem)

 

Diskuse pod článkem:

 

[2659] Re: Anténové řady - DX_anténa pro pásmo PMR část 5 cz6jse 30.12.2004 11:54:14
  Měl bych takový krysí nápad: kdysi jsme úspěšně používali na příjem na TV kanálu 21 či 24 sestavy antén HB9CV. Tahle anténa jde dělat s impedancí 300 ale i 75 ohm no a vzhledem k tom, jak má řešené přizpůsobení, celkem bych věřil, že by šla navrhnout i s impedancí 200 Ohm, takže pak by šly 4kusy sfázovat a připojit na kabel 50ohm (dvě a dvě do serie a dvojice paralelně a pak transformovat dolů 4:1 což zvládne i TV symetrák). Pro tuhle anténu se udává, že zisk jedné je asi v úrovni zisku 5el yagi, ale jak každá krysa ví, má oproti té yagi lepší poměr předozadního příjmu a hlavně velké potlačení bočního příjmu! My ji mimojiné používali v TV kanálech E2 až E4 pro TV dxing a tam se taky jevila jako lepší jak yagi 5el! (Obdobně byly úpěšně vyzkoušeny 4kusy v patrech nad sebou na TV kanál 6). Výhodou je i malý rozměr neb má jen dva sfázované a buzené prvky s malou vzdáleností mezi nimi. Přitom by šlo doplnit anténu i dalšími prvky: např. v Daneš, Praktická radiotechnika a elektronika díl 1 strana 430 je HB9CV (na KV band, ale to jde přepočítat i jinam,že) se třemi prvky, všemi buzenými a impedancí právě těch 50 ohm co je třeba. Návod by ovšem moh byt zajímavý i na CB pásmo, že.... A závěrem stručný výpočet: každé zdvojení počtu antén znamená teoretické zvýšení zisku asi o 3dB, čili má-li jedna anténa zisk 6dB, tak dvojice má 9 a čtveřice už 12dB. Což reprezentuje zvýšení výkonu tak, že "vylezete o dvě S"... Krysa

 » [2666] Re:Re: Anténové řady - DX_anténa pro pásmo PMR část 5 Láďa Forum 30.12.2004 17:55:44
 

Zdravím cz6jse, dík za příspěvek...

V podstatě lze říci, že tebou navrhované použití jiného typu antény je možno zrealizovat a výsledek v každém případě bude velmi podoben očekávanému. Přeladění tebou uváděného typu TV antény samozřejmě je realizovatelné. Problematika vzájemného přizpůsobení takových antén řazených do řady 2 x 2 případně 4 v patrech, pokud použiješ antény s impedancí 50 ohmů nebude velkým problémem. Postačí ti k tomu 50 ohmů koaxiální napáječ a 4 ks 1/4 vlnové délky napáječe s impedancí 75 ohmů. Je to celkem elegantní a jednoduché řešení, kde v konečném provedení můžeš s jistotou očekávat pozitivní výsledek. Uvedené platí jen pro impedanci antén 50 ohmů nesymetricky a je lhostejno, zda stručně nastíněný typ přizpůsobení bude použitý pro pásmo PMR nebo klasické CB.

Otázka tvaru vyzařovacího diagramu uvažované antény je pochopitelně významná a předpokládám, že zájemce o stavbu antény si zvolí požadovaný tvar vyzařování dle vlastních potřeb a z toho vyplývá potřeba úpravy vzdáleností prvků v uvažované anténě. Nelze opomenout, že jednotlivé antény a jejich zejména impedance jsou jiné při měření tzv. "sólo" a zcela jinou velikost impedance budou mít, pokud je budeme řadit do anténové řady - sestavy. Na to je potřeba pamatovat a v každém případě si musí stavitel uvědomit, že vzájemné ovlivňování antén v řadě je zákonitým průvodním jevem. Z praxe lze odvodit jeden významný poznatek, kdy do anténové řady by se neměly řadit antény s více než 6 elementy. Podrobnostmi se v tomto příspěvku zaobírat nebudu, neb je to nad jeho rámec. Možná by tato problematika si zasloužila samostatný článek a tak časem snad k jeho zpracování najdu dostatek času, nebo to napíše někdo jiný.

Jinak tvá úvaha o možném použití antén typu HB9CV s přídavným pasivním prvkem pro klasické CB pásmo případně PMR je po přepočítání a naladění správná. V závěru uvádíš zjednodušený výpočet zisku řazených antén, v každém případě zvýšení zisku je významné a lze říci, že je to i cílem řazení antén do anténových řad mimo jiné...

Přeji nejen tobě, ale i ostatním zájemcům o stavbu anténových řad mnoho zdaru a velké trpělivosti při ladění těchto poměrně složitých soustav. Výsledek při pečlivém naladění určitě přinese významný efekt v porovnání s anténou tzv. "sólo" a to zejména svými účinky na protistanici při stejném dodávaném výkonu.

   Ahoj         Láďa Forum MB

 

Autor: Láďa Fórum

Odkaz na originál článku