Una coincidencia gamma sirve un triple propósito:

1. Como alambre de pequeño diámetro paralelo y muy cerca del elemento radiante principal, transportará solo una fracción de la corriente del elemento principal mientras está expuesto a la misma intensidad de campo eléctrico . Esto lo convierte en un transformador ascendente efectivo de la impedancia de entrada de la antena .
2. También forma junto con el elemento radiante principal un trozo de cable cerrado , que agrega inductancia a la impedancia de entrada de la antena. Si no es necesario para hacer coincidir , la inductancia adicional se puede cancelar con un condensador agrupado en serie.
3. No se muestra en su figura, pero sí en la siguiente: La cubierta de la línea de alimentación coaxial está conectada al centro de la línea principal radiante elemento. Cuando correctamente conectado, un gamma-match también sirve como un convertidor balanceado a no balanceado o balun .

Todas estas funciones son muy deseables para hacer coincidir la impedancia característica no balanceada de la línea de alimentación coaxial con la impedancia balanceada mucho más baja de una antena Yagi.

Claramente, la capacitancia es la clave

La capacitancia es solo una parte de ella. La coincidencia gamma en su pregunta es tres cosas:

1. Una especie de dipolo plegado, que realiza un aumento de impedancia
2. Un ramal de línea de transmisión en corto paralelo, agregando inductancia de derivación
3. Una capacitancia en serie

Un circuito equivalente es:

^{simula este circuito – Esquema creado con CircuitLab}

Digamos que tenemos una antena con una impedancia de punto de alimentación de $ (15 + j0) \ Omega $. En un Gráfico de Smith , tenemos esto:

Nuestro objetivo es mueve ese punto al centro del círculo. ¿Cómo logra eso una coincidencia gamma?

una especie de dipolo plegado

El primer punto es probablemente el más difícil de entender. Considera que en un dipolo plegado , la impedancia es cuatro veces mayor que la de un ordinar y dipolo porque la corriente de la antena fluye en ambas ramas del dipolo, pero solo la mitad de ella en la rama donde está el punto de alimentación. Dado que la corriente se reduce a la mitad mientras que la resistencia a la radiación permanece esencialmente sin cambios, la impedancia se cuadriplica.

Ahora considere la coincidencia gamma: existe la misma condición. Parte de la corriente fluye a través del elemento principal de la antena y parte de ella a través de la barra gamma, y esto proporciona el mismo tipo de aumento de impedancia. De hecho, si mueve la correa de cortocircuito hasta el final de la antena, es exactamente un dipolo plegado.

Por lo general, la coincidencia gamma está construida para dar incluso más de 4: 1 aumento de impedancia. Al hacer que la barra de gamma sea más pequeña que el elemento principal, la barra de gamma tomará una parte aún menor de la corriente total. Incluso menos corriente significa una transformación de impedancia más alta.

En términos de la circuito equivalente, el tamaño de la barra gamma influye en el lugar donde se toca el autotransformador formado por L1 y L2. Aquí está el efecto en el gráfico de Smith:

una línea de transmisión en cortocircuito paralelo

La barra gamma que corre paralela al elemento de la antena crea una transmisión de dos conductores línea . Tiene un talón corto y menos de $ \ lambda / 4 $ de largo, por lo que parece un inductor. La posición de la barra de cortocircuito determina la inductancia, el valor de L1 + L2 en el circuito equivalente anterior.

Si la barra de cortocircuito se mueve hasta el final de la antena, entonces la susceptancia es cero , y no tiene ningún efecto sobre la impedancia del punto de alimentación. A medida que el terminal de cortocircuito se acerca al punto de alimentación, aumenta la susceptancia, como si L1 + L2 se convirtieran en inductores más pequeños.

Con la inductancia paralela agregada, nuestro gráfico de Smith se ve así:

a capacitancia en serie

El capacitor está formado por el tubo de aluminio, con la varilla gamma en su interior, aislado por plástico. Esta es una función opcional de la coincidencia de gamma y no siempre está presente o configurada exactamente de esta manera. Pero con ella, podemos hacer esto:

Misión cumplida.

Tal como están configurados, C1 y L1 + L2 forman una red L reductora. También es posible recortar la antena para un poco corto, en cuyo caso proporcionará algo de capacitancia, pero en el otro lado de la inductancia. En este caso, obtiene una red L step-up.

Dado que la antena también se puede sintonizar para que sea exactamente resonante (presente una impedancia de punto de alimentación puramente resistiva), técnicamente no es necesario agregar ninguna inductancia o capacitancia: solo la transformación desde el primer punto es suficiente y podría tener un dipolo plegado ordinario. Sin embargo, esto con frecuencia no se hace en la práctica ya que el ajuste de la transformación de impedancia requiere cambiar el diámetro de la barra gamma o del elemento de antena lo cual es complicado.

También se da el caso de que la coincidencia gamma funciona como un balun. Si aumenta la impedancia vista desde el cable coaxial, por reciprocidad también reduce la impedancia mirando hacia adentro la otra dirección vuelve al modo diferencial del cable coaxial. El modo común se deja solo, pero ahora tiene una impedancia relativamente más alta. Por lo tanto, podría ser más deseable aumentar demasiado y luego reducir con la red L. Aun así, para una antena con alta directividad, algunos co La supresión del modo mmon puede ser necesaria: combinada con la coincidencia gamma puede ser incluso más eficaz. G8HQP proporciona una explicación más completa con todas las matemáticas si desea más detalles.

Comentarios

• que gran explicación, oh, mira esto ‘ s de mi amigo phil frost … ¿qué sabes tú 🙂

La coincidencia gamma es problemática. Seguramente permite una combinación de impedancia perfecta con dos grados de libertad, pero el efecto balun es cuestionable. La pantalla del cable coaxial está conectada al centro de un elemento de media onda. Eso significa que está conectado a dos conductores de cuarto de onda de extremos abiertos. En el espacio libre tendrían una impedancia muy alta en los extremos y, en consecuencia, la impedancia en el centro sería muy baja. Eso significa que el voltaje en la pantalla del cable coaxial sería muy bajo, por lo que no se enviaría mucha señal a la pantalla del cable coaxial (o no se captaría mucho qrm si el cable coaxial tiene interferencia en su exterior).

Un dipolo de media onda donde dos varillas de cuarto de onda se alimentan en antifase es un buen radiador con Z = impedancia de espacio libre (300 ohmios) dividido por aproximadamente 6. Pero si uno los alimenta en fase, la radiación de ambos lados se cancelará y la impedancia en el centro va hacia cero mientras que la impedancia en los extremos se vuelve muy alta. El punto medio se convierte en un buen punto de partida.

En la vida real es diferente. Experiencia práctica: un amigo mío tenía una matriz EME con varios yagis largos en 144 MHz. Todos tenían un fósforo gamma que estaba aislado del tubo de la pluma. Sin embargo, hubo un problema de rendimiento. Una prueba simple: tome una antena, apúntela directamente al cielo con el reflector bien por encima del suelo. Coloque un medidor de intensidad de campo en el último director y observe la lectura mientras mueve la mano por el cable coaxial. Se observaron grandes variaciones, lo que significa que una corriente sustancial fluye en la pantalla coaxial. Agrega un balun de manga. Eso hace que la corriente en la pantalla sea insignificante. Eso fue hace mucho tiempo, pero como puedo recordar, el rendimiento mejoró en más de 1 dB (eso es mucho en EME). La explicación es que el punto medio físico no es el punto medio eléctrico. Si hiciera un dipolo a partir de dos varillas de diferente diámetro y las alimentara en fase, la radiación no se cancelaría y, en consecuencia, la impedancia en el punto medio no sería muy baja. Sería necesario acortar el lado más grueso. La coincidencia gamma destruye la simetría del radiador, por lo que hay un voltaje de RF sustancial en el centro. Esto provoca una pérdida de potencia y, lo que es más importante, la detección de interferencias conducidas.

Comentarios

• No ‘ t sigue tu lógica acerca de adjuntar la pantalla al centro de un elemento de media onda. ¿Por qué no ‘ t colocaría la pantalla en el centro del dipolo? Ese punto es el suelo, al igual que la pantalla.
• Por supuesto, la pantalla tiene que estar conectada al centro del elemento de media onda (cercana) que alimentamos con una coincidencia gamma. El problema es que el punto medio no está completamente molido en un yagi largo. Ese es un hecho experimental y no una especulación teórica. Presumiblemente, la razón es la asimetría de la estructura.Al colocar un estrangulador de corriente (balun) en el cable, se pueden evitar corrientes en la pantalla. (alternativamente, se podría conectar la pantalla al punto de voltaje cero en el elemento que está un poco descentrado.
• Yo ‘ no estoy diciendo una coincidencia gamma solo es un gran balun; en el mejor de los casos, solo hace que la impedancia de modo común sea 10 veces mayor que lo que sería de otro modo. Estoy de acuerdo con tu observación, pero ‘ soy bastante escéptico de su explicación.
• Puede simular fácilmente con NEC2. Diseñe un yagi típico de 3 elementos (para hacer que la impedancia del radiador sea baja como es normal en un yagi). Luego agregue la coincidencia gamma similar a la foto de arriba . Cierre con un cable al punto medio del elemento y aplique una fuente de corriente o voltaje allí. Luego agregue un cuarto de onda que sea perpendicular al dipolo y al eje del yagi. Observe la corriente que dará la simulación en ese cuarto de onda. cable. Puede mover el cable hasta que encuentre el punto donde la corriente en el cable es cero. Alternativamente, mueva la coincidencia gamma fuera del centro.
• OK, creo que bajo soporta lo que quieres. Yo ‘ sugeriría dejar más claro en el primer párrafo que estás describiendo lo que debería suceder teóricamente, eso me dejó en un bucle.

Una variación de la coincidencia gamma es una antena de bucle de acoplamiento que se acopla mutuamente al centro de un dipolo. Se forma una pequeña antena de bucle de una sola vuelta y, como un bucle muy inductivo, se inserta un condensador en serie entre la línea de alimentación y el inductor que se volverá resonante a una impedancia BAJA. (tanque resonante en serie) Cuando se acopla a un elemento dipolo sólido, que también tiene una impedancia central baja, una relación de transformador cercana a 1: 1 se acopla de manera eficiente desde la antena de cuadro al elemento dipolo. Esta carga eleva el valor R del bucle resonante a la impedancia de la línea de alimentación. Una coincidencia gamma tiene alguna calidad del circuito de tanque resonante en serie acoplado a un elemento accionado.En algunos diseños, la coincidencia no toca el elemento a una distancia del centro, sino que es un bucle que solo está conectado en el punto central del elemento. En este diseño, solo hay acoplamiento mutuo ya que no hay conexión eléctrica directa.

Para un elemento accionado por conductor continuo , como el del artículo, el ajuste gamma es básicamente un condensador variable que se utiliza para desconectar cualquier inductancia de la alimentación (desequilibrada) de la antena.

Como dice el artículo, el centro del elemento impulsado es un punto de voltaje cero, por lo que está bien conectar a tierra el brazo allí y alimentar el lado trenzado del cable coaxial allí (recuerde que RF es CA, no Conectar el otro lado del cable coaxial más lejos del elemento va a crear un problema de impedancia, por supuesto, pero para eso es la coincidencia.

El mayor inconveniente de la coincidencia gamma es que está ahí en el brazo del Yagi, en el aire y, por lo tanto, es incómodo para ajustar. Solo querrá utilice un sistema de coincidencia en el que el ancho de banda SWR de la antena resultante sea lo suficientemente amplio para sus propósitos. Por lo tanto, no tendrá que meterse con él una vez que la antena esté sintonizada inicialmente.

Puede reemplazar la coincidencia gamma con un capacitor variable del rango apropiado. Esto es común en otros tipos de antena (por ejemplo, bucles) donde el ancho de banda es estrecho y necesita modificarlo a medida que sintoniza.

Comentarios

• La coincidencia de gamma es hacer coincidir la línea de alimentación con la antena. Esto es bastante diferente de sintonizar la antena a la resonancia, que es lo que hace el condensador variable común en bucle. Por ejemplo, vea la imagen en Cómo hacer una antena de cuadro para HF? , que tiene una coincidencia gamma (en el lado de la línea de alimentación) y un condensador variable (opuesto a la línea de alimentación).
• Para ser claros, ciertamente hay formas de hacer una coincidencia con una variable condensador, pero el uso más común de un condensador variable en un bucle es probablemente no ese , así que creo que la redacción es ambigua o engañosa.
• Al leer esto algunos meses después, desde entonces han venido acros s algunas otras personas ( como W8JI ) que escriben sobre una » coincidencia gamma » como si ‘ fuera solo un condensador en serie. La coincidencia gamma que sé podría tener un condensador en serie, pero también siempre tiene un talón en cortocircuito paralelo, y también es un caso especial de un dipolo plegado. Hace mucho más que un condensador en serie. Así que me pregunto, ¿hay algún otro tipo de » gamma match » del que la gente hable?