題:
如何匹配NVIS偶極子的低阻抗?
Peter Buxton
2019-10-05 23:19:42 UTC
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我想將50歐姆的同軸電纜與40米的NVIS半波偶極子匹配。我發現的NVIS天線示例通常基於常規偶極子(自由空氣中為72歐姆)。但是,當阻抗降低到7英尺( https://www.w9xt.com/page_radio_gadgets_nvis_antenna.html)時,阻抗下降了四倍(降至12歐姆)。(注:作者的編號似乎與他的因素無關,但無論如何阻抗都會下降得很低。

僅供參考,自由空氣中的折疊偶極子在200至300歐姆之間( https:// www.w8ji.com/folded_dipole.htm)。因此,它的阻抗將下降4到50-75歐姆,使其緊密匹配50歐姆同軸電纜。

我的想法是使用常規偶極子(而不是折疊偶極子)並使用4: 1巴倫可將天線阻抗從12.5歐姆提高到50的4倍,以匹配同軸電纜和發射機的阻抗。

問題:也許某些不平衡變壓器不被設計為反向,因為設計為高阻抗平衡天線的那一側將位於不平衡同軸電纜上,反之亦然。此外,在驅動低阻抗天線的一側傳輸功率可能會比平衡不平衡變壓器線設計的電流消耗更多的電流。

我沒有在《業餘無線電手冊》(從1956年到2012年,共有六本)或互聯網上找到答案。

那麼將50歐姆不平衡同軸電纜與12.5歐姆平衡偶極匹配的正確方法是什麼?

如果導體尺寸相等,則折疊偶極子的阻抗是未折疊等效物的4倍。那麼,您如何看待折疊偶極子的阻抗為200歐姆?
@PhilFrost-W8II來自相同的[W9XT網頁](https://www.w9xt.com/page_radio_gadgets_nvis_antenna.html),他的問題中的其他信息也來自此。請查看偶極子下方的反射器,並根據需要對其進行評論。也許W9XT暗示該反射器正在降低阻抗。
嗨,彼得,折疊偶極子的阻抗為300歐姆。另外,由於註釋不可搜索,因此您可能想編輯問題並向[該頁面]添加鏈接(https://www.w9xt.com/page_radio_gadgets_nvis_antenna.html)。
W9XT頁上寫道:“ [在自由空間中]折疊偶極子的阻抗約為200歐姆。常規偶極子的阻抗降低至7'時其阻抗降低了4倍。從200歐姆開始,並將其減小以4的倍數可以給您50歐姆,完美匹配!”對於折疊偶極子的自由空間阻抗(它更像是300歐姆),作者似乎是錯誤的,但是無論如何,他要製造的一點是折疊偶極子將12.5乘以4,得到50。而不是200。
-1
@PhilFrost-W8II作者似乎在句子中切換了偶極子類型。他提到“常規偶極子下降了4倍...”,但他的下一個句子“起始於200歐姆...”是指折疊偶極子,據我所知。我對常規偶極子感興趣,僅添加了折疊偶極子信息以供參考(請參閱我編輯過的問題)。
五 答案:
Phil Frost - W8II
2019-10-07 20:35:46 UTC
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許多不平衡變壓器在任何一個方向上都可以正常工作,儘管不僅僅只有一種“ 4:1不平衡變壓器”。模式扼流圈:

schematic

模擬此電路 –使用 CircuitLab sup>

共模扼流圈可在任一方向上工作,因此無論哪個端平衡或不平衡(或者兩端不平衡,或者兩端都平衡)都無關緊要。

但是這種繞線是單芯的,並且依賴於接地電位在平衡端子的中點:

schematic

對此進行仿真電路 sup>

在右側負載均衡,左側負載均衡的情況下,可以正常工作。但是反過來說(平衡負載在左側),它將嘗試將平衡負載的每個端子驅動到相對於地的不同電壓,因此您將獲得很多共模電流。

很好的解釋,菲爾。確實回答了我在問題中提到的問題。您是否認為反轉一個電阻並驅動12歐姆對巴倫來說是太大的電流?
@PeterBuxton取決於功率。您可以使用歐姆定律確定電流是多少。
Mike Waters
2019-10-06 00:22:51 UTC
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在哪裡聽到40m中心饋電偶極子λ/ 4高的饋電點阻抗僅為12.5Ω?等於或大於75Ω。 中心饋入的λ/ 2偶極子在一個高度上只有50Ω。

下面是一些圖表。如您所見,您不需要4:1的巴倫。

忽略第一張圖片中的頂部圖形。


Dipole impedance vs height

下圖基於理論值

Dipole impedance vs height


75Ω同軸電纜會更好匹配,最壞情況下VSWR與您的裝備不匹配的比例僅為1.5:1。

[我在這裡找到了這些](https://www.google.com/search?q=impedance+of+dipole+antenna+vs+height)。它們與許多天線手冊中的圖相對應。 (對不起,我會在到達台式機時將其裁剪。)
我在[鏈接]中發現一個12歐姆的站點(https://www.w9xt.com/page_radio_gadgets_nvis_antenna.html),根據圖表,我確實知道您在說什麼。我讀過NVIS在10到15英尺之間最好的幾個地方。對於40米,10英尺高將接近16歐姆(不是我想的12歐姆)。我看到它隨著高度的增加而迅速上升,因此如果高度大約為23英尺,則可能為50歐姆。但是,NVIS的影響不會減少嗎?
@PeterBuxton既然這是與您原來的問題不同的問題,建議您[提出一個新問題](https://ham.stackexchange.com/questions/ask)。但是,您可以在[有關NVIS覆蓋的先前問題之一](https://ham.stackexchange.com/search?q=Nvis+dipole+-verticals)中找到答案。 **還有**,那裡有很多錯誤信息,指定的高度對於NVIS輻射來說並不低。話雖如此,W9XT正在使用反射器,但我在這裡並不完全了解它們的效果。
我不是真的想問一個新問題。將高度提高到50或75歐姆仍將小於λ/ 4高,因此根據定義仍然為NVIS。最初,我擔心因不匹配而給發送器造成壓力,但現在,我有信心不使用不平衡變壓器,而只是為了校正SWR和諧振而將其稱做實驗。
在饋電點使用1:1的扼流圈是一種好習慣,以防止由屏蔽層外部的共模電流引起的輻射和噪聲拾取。相當確定這裡已經存在有關此問題的解答。這裡的搜索功能是您的朋友。 :-)
Aleksander Alekseev - R2AUK
2019-10-06 03:30:30 UTC
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從個人經驗來看,良好的1:4巴倫(50至200歐姆)並不需要像良好的4:1巴倫(50歐姆至12.5歐姆)。您可以只纏繞4:1的變壓器,但可以將其與1:1的平衡-不平衡變壓器一起使用。有很多在線計算器。我個人特別喜歡這一個。使用這種方法,我將40m的三角形環形天線與10m至80m的所有頻帶匹配,並為每個頻帶使用單獨的LC網絡。

為什麼要下票?這既相關又有用。
可能是因為“ 1:4不平衡變壓器”和“ 4:1不平衡變壓器”的定義不明確。有許多這樣的設備,其中一些是對稱的。
@Aleksander Alekseev-R2AUK有趣的是,如您所提到的,您對平衡不平衡變換器的使用經驗有所耳聞。就我目前的知識水平而言,您提到的計算器讓我頭疼。
@PeterBuxton您可以找到我在這裡提到的巴倫的描述https://ham.stackexchange.com/questions/15115/how-does-a-14-current-balun-work
關於計算器的@PeterBuxton-並不難。您只需要纏繞給定電感的L併購買一個3kV NP0電容器,當並聯時該電容器將具有給定的電容,然後根據示意圖連接L和C。 Zs和Zl分別是源阻抗和負載阻抗,即您已經擁有它們。如果您對更多理論感興趣,可以從https://en.wikipedia.org/wiki/Antenna_tuner#Types_of_L-networks_and_their_uses開始
@AleksanderAlekseev-R2AUK非常好的學習資源,您的技巧對理解計算器很有幫助。
Chris K8NVH
2019-10-07 22:09:36 UTC
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如何將12.5歐姆的平衡天線與50歐姆的不平衡線路匹配...我認為這已經很好地回答了,但值得一提的是,還有一個相關的軼事...

有2個傑里·塞維克(Jerry Sevick)的書直接解決了這一問題:-塞維克的傳輸線變壓器,理論與實踐,第5版(2014),麥克和塞維克(Mack and Sevick)-理解,建造和使用巴倫和Ununs(2002),塞維克(Sevick)

第一本書非常理論化,第二本書(我尚未讀過)據說更加實用。兩者都值得一讀。

我碰巧有一個12.5 ohm 40m平衡偶極子(短偶極子,不是NVIS)。設計和建造工作很多,包括4:1巴倫(使用25歐姆同軸電纜纏繞;不易找到)。完成測量後,我發現阻抗比12.5歐姆更接近50。沒有4:1巴倫的情況下效果更好!當然,它當然具有很強的1:1共模扼流圈。

我的意思是,您可能會考慮先構建天線。測量實際阻抗,然後建立不平衡變壓器。正如@ alexanderalekseev-r2auk已經提到的那樣,您可能會發現匹配的網絡可能更適合您

我不理解您的第一句話,即匹配已得到很好的回答。您是在這裡還是在互聯網上回答?您的4:1不平衡變壓器體驗很有趣。今天,我確實製作了天線,並將其發佈為答案。實際上,我認為我的偶極子得到的結果相同。
我的意思是這裡。我沒有仔細閱讀所有答案,但是可以肯定地找到了Phil的答案(如何製作巴倫)和Alexander的答案(使用匹配網絡)。 Mike的回答有點讓我煩惱:-)我傾向於沒有時間在這裡發布真實的答案,但是兩個進行中的問題(仍然需要做一些編輯)似乎很有意義並且值得一提。
Peter Buxton
2019-10-08 04:51:29 UTC
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今天,我製作了天線並包含了一些數據,儘管這並不是一個真正的答案,因為其他答案幫助我解決了這個問題。

這是一個偶極子,只有33每英尺(未鑲邊)絕緣#14絞合線每英尺1英尺,帶有陶瓷絕緣子,兩端約10英尺的聚酯繩。高度是10英尺。有3個8英尺的金屬T型柱,頂部固定有3英尺的1“ PVC管,用於RF隔離。我將70英尺的延長線放在天線下方的地面上,用作一個反射器(建議使用更多反射器)。中心柱上裝有一個塑料盒,該盒中的電流扼流圈由FT140-61環形線圈上的13匝雙線製成,饋電電纜長66英尺。

我在40米的頻帶內對它進行了SWR測試10瓦,能夠在7.280 MHz處獲得4:1的駐波比,在7.150 MHz處獲得2:1,在7.000 MHz時獲得1.3的駐波比,這對我來說表明諧振略低,因此需要對其進行修整。我會盡快調整好SWR。我相信10英尺的高度約為0.073波長,因此阻抗與高度的關係圖表明它可能約為12歐姆。我擔心我的SWR讀數如果是這樣的話,那是不對的。還有更多的實驗在做。

歡迎來到天線建設的美好世界!如果有機會,請使用合適的分析儀測量天線阻抗。我懷疑您會發現它很有趣。
我確實希望實際測量阻抗。我目前唯一可用的工具是美國電子公司的95-128 SWR儀表,我認為是為CB製造的。我正在考慮建立一個QRP電平RF源和帶橋的示波器以測量相位差(作為原始分析儀)。


該問答將自動從英語翻譯而來。原始內容可在stackexchange上找到,我們感謝它分發的cc by-sa 4.0許可。
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