質問:
NVISダイポールの低インピーダンスに合わせる方法は?
Peter Buxton
2019-10-05 23:19:42 UTC
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50オームの同軸給電線を40メートルのNVIS半波長ダイポールに一致させたい。私が見つけたNVISアンテナの例は、通常、通常のダイポール(自由空気で72オーム)に基づいています。ただし、インピーダンスを7フィート( https://www.w9xt.com/page_radio_gadgets_nvis_antenna.html)に下げると、インピーダンスは4分の1(12オーム)低下します(注:作成者の数値彼の要因とは相関していないようですが、いずれにせよインピーダンスは非常に低くなります。

参考までに、自由空気中の折り返しダイポールは200〜300オームです( https:// www.w8ji.com/folded_dipole.htm)。したがって、インピーダンスは4〜50〜75オームの係数で低下し、50オームの同軸に厳密に一致します。

私のアイデアは、通常のダイポール(折り返しダイポールではない)を使用し、4を使用することでした。同軸と送信機のインピーダンスを一致させるために、アンテナインピーダンスを12.5オームから50倍に4倍に上げる1バラン。

問題:高インピーダンスの平衡アンテナとして設計された側が不平衡同軸になるため、一部のバランが反転するように設計されていない可能性があります。低インピーダンス側ではその逆になります。さらに、低インピーダンスアンテナを駆動する側の電力を転送すると、バランワイヤが設計されたよりも多くの電流が流れる可能性があります。

アマチュア無線ハンドブック(1956年から2012年までの6冊)やインターネットで回答が見つかりませんでした。

では、50オームの不平衡同軸ケーブルを12.5オームの平衡双極子に一致させる適切な方法は何ですか?

導体サイズが等しい場合、折り返しダイポールは、折り畳まれていない同等物の4倍のインピーダンスを持ちます。では、折りたたまれたダイポールのインピーダンスが200オームであるとどのように考えますか?
@PhilFrost-W8II彼の質問の他の情報が由来する同じ[W9XTWebページ](https://www.w9xt.com/page_radio_gadgets_nvis_antenna.html)から。そこにあるダイポールの下のリフレクターを見て、必要に応じてコメントしてください。たぶんW9XTは、そのリフレクターがインピーダンスを下げていることを暗示しています。
こんにちはピーター、折りたたまれたダイポールは300オームのインピーダンスを持っています。また、コメントは検索できないため、質問を編集して[そのページ](https://www.w9xt.com/page_radio_gadgets_nvis_antenna.html)へのリンクを追加することをお勧めします。
W9XTのページには、「[自由空間で]折りたたまれたダイポールのインピーダンスは約200オームです。通常のダイポールのインピーダンスは7 'に下げられたときに4分の1に低下しました。200オームから始めて、それを減らします。 4倍で50オームになり、完璧にマッチします!」折り返しダイポールの自由空間インピーダンス(300オームに近い)について著者が間違っているようですが、いずれにせよ、彼が作成しようとしているポイントは、折り返しダイポールにこの12.5を4倍して、50を生成することです。200ではありません。
@MikeWaters質問に参照リンクを追加し、わかりやすくするために大幅に編集しました。
@PhilFrost-W8II著者は、彼の文で双極子タイプを切り替えたようです。彼は「通常のダイポールが4倍低下した...」と述べましたが、彼の次の文「200オームで開始...」は私が理解したように折りたたまれたダイポールに言及していました。私は通常のダイポールに興味があり、参照用に折りたたまれたダイポール情報のみを追加しました(編集した質問を参照)。
五 答え:
Phil Frost - W8II
2019-10-07 20:35:46 UTC
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多くのバランはどちらの方向でも問題なく機能しますが、「4:1バラン」の種類は1つだけではありません。

この種類は2つのコアに巻かれ、共通の機能として機能します-モードチョーク:

schematic

この回路をシミュレート CircuitLab sup>

コモンモードチョークはどちらの方向にも機能するため、どちらの端が平衡でどちらが不平衡であるかは重要ではありません(または、両端が不平衡であるか、両方が平衡であるかは関係ありません)。

ただし、この種類は単一のコアに巻かれ、平衡端子の中間点にある接地電位に依存します。

schematic

これをシミュレートします回路 sup>

これは、右側にバランスの取れた負荷があり、左側に不均衡な負荷がある場合、問題なく機能します。ただし、逆にすると(左側に平衡負荷がある場合)、平衡負荷の各端子をグランドに対して異なる電圧に駆動しようとするため、かなりのコモンモード電流が得られます。

素晴らしい説明、フィル。それは私が私の質問で指摘した問題に本当に答えました。 1つを逆にして12オームを駆動することは、バランにとって電流が多すぎると思いますか?
@PeterBuxton電力に依存します。オームの法則を使用して、電流がどうなるかを理解できます。
Mike Waters
2019-10-06 00:22:51 UTC
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高さ40mの中央給電ダイポールλ/ 4の給電点インピーダンスがわずか12.5Ωであるとどこで聞いたのですか? 75Ω以上になります。 中央給電λ/ 2ダイポールは1つの高さでわずか50Ωです。

ここにいくつかのグラフがあります。ご覧のとおり、4:1のバランは必要ありません。

この最初の画像の上のグラフは無視してください。


Dipole impedance vs height

以下のグラフは理論値に基づいています

Dipole impedance vs height


75Ω同軸ケーブルの方が適しています一致し、リグとの最悪の場合のVSWRの不一致はわずか1.5:1になります。

[これらはここで見つかりました](https://www.google.com/search?q=impedance+of+dipole+antenna+vs+height)。それらは多くのアンテナブックのグラフに対応しています。 (ごちゃごちゃしてすみません、デスクトップコンピュータにアクセスできたらトリミングします。)
私が12オームを見つけた1つのサイトは[リンク](https://www.w9xt.com/page_radio_gadgets_nvis_antenna.html)にありました。チャートに基づいて、あなたが言っていることがわかります。 NVISが10〜15フィートの範囲で最適であるといくつかの場所を読みました。 40メートルの場合、10フィートの高さは16オームに近くなります(私が思っていた12ではありません)。高さが高くなると急激に上昇するので、高さが約23フィートの場合は50オームになる可能性があります。しかし、それならNVISの影響は減らないのでしょうか。
@PeterBuxtonこれは、ここでの元の質問とは別の質問なので、[新しい質問をする](https://ham.stackexchange.com/questions/ask)ことをお勧めします。しかし、[NVISカバレッジに関するこれらの以前の質問の1つ](https://ham.stackexchange.com/search?q=Nvis+dipole+-verticals)で答えを見つけることができます。 **また**、そこには多くの誤った情報があり、NVIS放射に対してそれほど低くはならない高さを指定しています。そうは言っても、W9XTはリフレクターを使用しており、ここではその効果を完全には理解していません。
私は本当に新しい質問をするつもりはありませんでした。高さを上げて50または75オームに達すると、高さはλ/ 4未満になります。したがって、定義上、NVISのままです。もともとは送信機にミスマッチが発生するのではないかと心配していましたが、今ではバランを使わず、SWRとレゾナンスをトリミングして実験に適していると自信を持っています。
シールドの外側のコモンモード電流によって引き起こされる放射とノイズのピックアップを防ぐために、フィードポイントに1:1のチョークバランを配置することをお勧めします。ここにそれについての質問と回答がすでにあることをかなり確信してください。ここでの検索機能はあなたの友達です。 :-)
Aleksander Alekseev - R2AUK
2019-10-06 03:30:30 UTC
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個人的な経験から、優れた1:4バラン(50〜200オーム)は、優れた4:1バラン(50オーム〜12.5オーム)として機能する必要はありません。ただし、4:1のトランスを巻いて、1:1のバランで使用することもできます。

インピーダンスを一致させるもう1つの簡単な方法は、LCネットワークを使用することです。オンライン計算機はたくさんあります。個人的には特にこれが好きです。このアプローチを使用して、40mのデルタループアンテナを、帯域ごとに個別のLCネットワークを使用して、10mから80mまでのすべての帯域に一致させました。

なぜ反対票を投じるのですか?これは適切であり、有用です。
おそらく「1:4バラン」と「4:1バラン」が明確に定義されていないためです。そのようなデバイスはたくさんあり、それらのいくつかは対称的です。
@AleksanderAlekseev-R2AUKあなたが言ったようにバランの経験を聞いて興味深い。あなたが言及した計算機は、私の現在のレベルの知識のために私の頭上にありました。
@PeterBuxtonここで私が言及したバランの説明を見つけることができますhttps://ham.stackexchange.com/questions/15115/how-does-a-14-current-balun-work
電卓に関する@PeterBuxton-それはそれほど難しいことではありません。与えられたインダクタンスのLを巻いて、並列に接続すると与えられた静電容量を持つ3kV NP0コンデンサを購入し、回路図に従ってLとCを接続する必要があります。 ZsとZ1は、それに応じてソースインピーダンスと負荷インピーダンスです。つまり、すでにそれらを持っています。もう少し理論に興味がある場合は、https://en.wikipedia.org/wiki/Antenna_tuner#Types_of_L-networks_and_their_usesから始めることができます。
@AleksanderAlekseev-R2AUK勉強するのに非常に良いリソースであり、あなたのヒントは計算機を理解するのに役立ちます。
Chris K8NVH
2019-10-07 22:09:36 UTC
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12.5オームの平衡アンテナを50オームの不平衡ラインに一致させる方法...これは十分に回答されていると思いますが、言及する価値のある1つのポイントと、関連する逸話があります...

2つありますこれを行う方法を直接扱っているジェリー・セヴィックの本:-セヴィックの送電線トランスフォーマー、理論と実践、第5版(2014)、マックとセヴィック-バランとウンンの理解、構築、使用(2002)、セヴィック

最初の本は非常に理論的であり、2番目の本(私はまだ読んでいません)はより実践的であると言われています。どちらも読む価値があります。

たまたま12.5オームの40mバランスダイポール(NVISではなくショートダイポール)があります。 4:1バラン(25オームの同軸ケーブルを使用して巻かれています。見つけるのは簡単ではありません)を含め、多くの作業が設計と構築に費やされました。終了して測定を行ったところ、インピーダンスが12.5オームよりも50に近いことがわかりました。 4:1のバランがなくてもうまく機能します!もちろん、それは確かに強力な1:1コモンモードチョークを持っています。

私のポイントは、最初にアンテナを構築することを検討するかもしれないということです。実際のインピーダンスを測定してから、バランを作成します。 @ alexanderalekseev-r2auk

ですでに述べたように、マッチングネットワークの方がうまくいく場合があります。
マッチングがうまく答えられたというあなたの最初の声明を理解していませんでした。ここでの回答ですか、それともインターネットでの回答ですか? 4:1のバラン体験については興味深いです。今日、私はアンテナを作り、それを答えとしてここに投稿しました。実際、私はあなたがあなたの双極子で持っているのと同じ結果を持っていると思います。
私はここで答えを意味しました。私はすべての答えを注意深く読んだわけではありませんが、確かにフィルの答え(バランの作り方)とアレクサンダーの答え(マッチングネットワークを使用する)は的を射ていました。マイクの答えは少し頭がおかしかったです:-)ここに実際の答えを投稿する時間がない傾向がありますが、進行中の2つのポイント(まだ編集が必要です)は、言及するのに十分関連性があり、役立つようでした。
Peter Buxton
2019-10-08 04:51:29 UTC
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今日、私はアンテナを作り、価値のあるデータをいくつか含めましたが、他の答えがこれに到達するのに役立ったため、これは実際には答えではありません。

33のダイポールです。セラミック絶縁体と両端に約10フィートのポリエステルロープを備えた、絶縁された#14より線の脚あたりのフィート(縁なし)。高さは10フィートです。 3フィートの8フィートの金属製Tポストがあり、RF絶縁のために3フィートの1インチPVCパイプが上部に固定されています。アンテナの下の地面に70フィートの延長コードを敷いて、1つの反射板として機能させました(もっと多くをお勧めします)。中央の支柱には、FT140-61トロイドに13ターンのバイファイラーで作られた現在のチョークが付いたプラスチックボックスがあります。フィードケーブルの長さは66フィートです。

40メートルの帯域でSWRをテストしました。 10ワットで、7.280 MHzで4:1、7.150で2:1、7.000 MHzで1.3のSWRを得ることができました。これは、共振がわずかに低いため、トリミングする必要があることを示しています。 10フィートの高さは約0.073波長であると思うので、インピーダンス対高さのグラフは、それが約12オームである可能性があることを示しています。私のSWR測定値が心配です。その場合は正しくありません。さらに実験が必要です。

アンテナ構造の素晴らしい世界へようこそ!機会があれば、適切なアナライザーでアンテナインピーダンスを測定してください。興味をそそられると思います。
実際にインピーダンスを測定したいと思っています。現在利用できる唯一のツールは、CB用に作られたと思うAmerican Electronics 95-128SWRメーターでした。位相差を測定するために、QRPレベルのRFソースとブリッジ付きのオシロスコープをセットアップすることを検討しています(プリミティブアナライザーとして)。


このQ&Aは英語から自動的に翻訳されました。オリジナルのコンテンツはstackexchangeで入手できます。これは、配布されているcc by-sa 4.0ライセンスに感謝します。
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