Balun med extra skärm utanpå koaxen?

[SM6FBQ]

Jag håller på och ska bygga nya 2m-antenner och drömde ihop en förmodligen galen idé om en balun.

Den går så här:
Antennen har 50 ohm balanserat i matningspunkten.
Vi ansluter där en 1/4 våglängd RG142 som vi förser med ytterligare en skärm utanpå koaxen, t.ex. från en bit urkärnad RG58
som får tjänstgöra som en pawsey-stub, och därefter drar vi en limmande krympslang utanpå alltihop och slutar det hela
i en dubbelt crimpad RG58-N-adapter på en L-vinkel fastskruvad på antennbommen.

Tricket (om det nu fungerar) med en RG142 är att den använder PTFE mellan innerledaren och skärmen, samt FEP som isolering på utsidan.
PTFE och FEP har samma dielektricitetskonstant, och därmed borde hastighetsfaktorn vara densamma för den yttersta skärmen som
för den inre, och pawseystubben bli lika lång som 1/4 våglängd inne i RG142, men det kanske inte ens spelar någon roll?
Har detta testats tidigare?

Det enda jag egentligen är ute efter är att hitta en hållbar och enkel, symmetrisk konstruktion rent mekaniskt.

 

[SM0UAN]

Fattar jag rätt, om jag ser framför mig en stång/arm (antennbom) med en vinkelrätt monterad dipol i änden? Finns det något som talar emot att använda en ferrit och linda några varv med RG142-ledningen alldeles intill matningspunkten för att få en vettig CM-impedans?

 

[SM0AOM]

Jag ser ingen anledning till varför detta inte ska fungera.
Den "sleeve-balun" som den extra skärmen kommer att ha en mycket låg Zo, grovt räknat 15 ohm.

En kortsluten 1/4-vågs stub med så lågt Zo får en inadmittans som varierar relativt snabbt med
frekvensen, men även +/- 5 % så överstiger CM-admittansens belopp |Ycm| 0,004 S eller 250 ohm.

Man kan bortse från de dielektriska förlusterna i FEP-manteln vid 144 MHz ,
så enligt Taschenbuch der Hochfrequenztechnik

 

[SM0HXO - Sven]

Vad är det för typ av antenn för 2m som du drömmer om? En halv-vågsdipol, Gp, vertikal, yagi, quad-antenn eller annat?

/Sven.

 

[SM0UAN]

En symmetrisk konstruktion antyder väl en dipol... Man kan tråckla ihop en sådan, som har rätt god mekanisk stabilitet med hjälp av ett "VP-rör" eller vad de nu kallas; en sorts plaströr för elledningar i väggar etc. Om man väljer ett som man kan skjuta in ett 10 mm ytterdiameters kopparrör i, så går det att skapa en "stång" som är en dipol, med två rörstumpar, en från vardera hållet. Dessa möts "nästan" på mitten. I kopparrörens innerändar skruvar man in en plåtskruv genom VP-röret, som både är fäste för kopparrören i VP-röret, och kontaktpunkt för resp dipolben.

Sedan gäller det ju att anpassa matarledningens anslutning så att dipolen funkar som avsett. För egen del har jag provat direkt anslutning av koax (vinkelrätt emot dipolen), anslutning med en 1:1 trafo, anslutning med en "CM drossel" (matarledning lindad runt en ferrit), och fått nån form av vettiga resultat. Jag har även provat att göra det som en "koaxialantenn", med matarledningen in genom det ena dipolbenet, vilket också funkar, men det verkar rätt känsligt med vad som finns i antennens närhet.

Hur man löser det hela mekaniskt beror väl rätt mycket på hur antennen ska användas. Dvs om den ska sitta permanent nånstans, eller tas med i fält och sättas upp på olika tillfälliga master/ställen, eller hängas nånstans. Om antennen monteras så att matarledningen går vinkelrätt ifrån anslutningspunkten, måste man väl ta till en våglängd eller så, innan ledningen tar annan vinkel; typ att ha antennen i änden på en antennbom.

Ovanstående alltså efter lite praktiska prov och utan någon närmare analys i form av simulering eller liknande. Jag byggde helt enkelt några "prototyper" och testade hur det såg ut på en NanoVNA.

 

[SM6FBQ]

Före Gudrun hade jag 4x10 elements Wisi-antenner som jag nätt och jämnt kunde använda för EME med de stora kanonerna.
Gudrun förvandlade antennerna i den stacken till skrot, och efteråt hade jag bara ork och tid att bygga mig en visserligen lång men
bara en Yagi, 15 element enligt DJ9BV, som väl har funkat "sådär", men utan möjlighet till elevation.

Nu när man har passerat 65 och fått mer tid över kunde det vara kul att testa månen igen, särskilt som det numera finns nya skojiga helelektroniska kommunikationssätt att testa, men då duger det inte att titta längs horisonten. 15-elementaren är alldeles för lång
för att kunna eleveras. Då hamnar reflektorn på garagetaket eller trasslar in sig i de staglinor som erfarenheten
berättat för mig att man ska ha när det blåser.

Jag har stackningskitet och elevationsanordningen kvar, så det vore alltså inte omöjligt att få upp fyra nya antenner.

Wisi finns väl inte kvar längre och numera finns det ju bättre konstruktioner att bygga. G0KSC har ett antal beskrivningar som verkar vara användbara. Tänkte mig en variant av hans 8-elementare. De är lite drygt 4m långa med en LFA som drivande element och med elementen isolerat monterade ca 12mm ovanför en 20x20x2 mm bom. Tanken är att låta den extraskärmade RG142-an passera ner genom ett vertikalt hål genom bommen och 1/4 våglängd närmare masten ha en N-hona monterad under bommen. Detta för att få bort matarkabeln från elementen och ända ha symmetrin kvar.

Om jag förstår dig rätt Karl-Arne så är det i princip en balun à Le Tonna (F9FT) som du tänkte på. I så fall slipper jag dessutom att ansluta den yttre skärmen någonstans i matningspunkten. Det förenklar det hela ytterligare i så fall.

Om man nu vill testa detta i labbänken, hur ska man gå till väga för att avgöra om man hittat rätt längd på balunen och huruvida den faktiskt fungerar?

 

[SM0AOM]

Det blir i princip en sådan balun;


Där den kortslutna 1/4-vågsstuben skapar en hög impedans utanpå koaxen som hindrar CM-strömmar.

Vill man ha en uppfattning om hur bra den är finns det två metoder, en
är att ansluta en VNA mellan kanten av den yttre skärmen och kanten på den inre skärmen,
och kolla vilken impedans den uppvisar på mittfrekvensen, bör vara minst 800-1000 ohm rent reell.

Det andra sättet är med en vektorvoltmeter ansluten där stuben ansluts till kabelns ytterledare,
och sedan till respektive utgångsklämma. Då ska man ha exakt samma amplitud men 180 graders fasskillnad
mellan klämmorna, Om man avslutar med 50 ohm över utgången blir det mer stabila utslag.

Ett annat, dock inte så "vetenskapligt", sätt är att avsluta med en bra 50 ohms last och sedan observera om anpassningen ändrar sig (|S11| avviker från ett mycket litet värde) när man låter ett hyfsat stort metallföremål löpa utefter koaxens ytterledare. Om inte anpassningen ändrar sig märkbart är balunen "tillräckligt bra".

 

[SM6MUY]

G0KSC har ett antal beskrivningar som verkar vara användbara. Tänkte mig en variant av hans 8-elementare. De är lite drygt 4m långa med en LFA som drivande element och med elementen isolerat monterade ca 12mm ovanför en 20x20x2 mm bom.

Vissa av Justins konstruktioner håller inte utlovad prestanda (i varje fall de tidiga konstruktionerna). Så gör gärna en egen simulering av antennen. Gärna i ett "bra" verktyg. Jag har simulerat min 5el på 50 MHz (i en full 3d EM sim) och den är långt ifrån "databladet". Den åker ner nästa gång masten fälls. Så kan det säkert vara för andra som också designar antenner också. Skall man dessutom stacka antenner så är det ytterligare parametrar att ta hänsyn till. Så där skulle jag nog lägga en del tid för att få en bra setup.