Una corrispondenza gamma serve un triplice scopo:

1. Come un filo di piccolo diametro parallelo e in stretta vicinanza con lelemento radiante principale, trasporterà solo una frazione della corrente dellelemento principale pur essendo esposto alla stessa intensità di campo elettrico . Questo lo trasforma in un efficace trasformatore verso lalto dellimpedenza di ingresso dellantenna .
2. Inoltre forma insieme allelemento radiante principale uno stub a filo chiuso , aggiungendo induttanza allimpedenza di ingresso dellantenna. Se non è necessaria per la corrispondenza , linduttanza aggiuntiva può essere annullata con un condensatore concentrato in serie.
3. Non mostrato nella figura ma nellimmagine sotto: La guaina della linea di alimentazione coassiale è collegata al centro della radiazione principale elemento. Quando correttamente collegato, una corrispondenza gamma funge anche da convertitore da bilanciato a non bilanciato o da balun .

Tutte queste funzioni sono altamente desiderabili per far corrispondere limpedenza caratteristica sbilanciata della linea di alimentazione coassiale allimpedenza bilanciata molto più bassa di unantenna Yagi.

Chiaramente la capacità è la chiave

La capacità è solo una parte di essa. La corrispondenza gamma nella tua domanda è tre cose:

1. Una sorta di dipolo ripiegato, che esegue un aumento dellimpedenza
2. Uno stub di linea di trasmissione in cortocircuito parallelo, che aggiunge induttanza di shunt
3. Una capacità in serie

Un circuito equivalente è:

^{simula questo circuito – Schema creato utilizzando CircuitLab}

Quindi supponiamo di avere unantenna con unimpedenza del punto di alimentazione di $ (15 + j0) \ Omega $. Su un Grafico Smith , abbiamo questo:

Il nostro obiettivo è sposta quel punto al centro del cerchio. Come fa una corrispondenza gamma a farlo?

una specie di dipolo piegato

Il primo punto è probabilmente il più difficile da capire. Considera che in a dipolo piegato , limpedenza è quattro volte quella di un ordinario y dipolo perché la corrente dellantenna scorre in entrambe le gambe del dipolo, ma solo la metà nella gamba dove si trova il punto di alimentazione. Poiché la corrente viene dimezzata mentre la resistenza alle radiazioni rimane sostanzialmente invariata, limpedenza è quadruplicata.

Consideriamo ora la corrispondenza gamma: esiste la stessa condizione. Parte della corrente scorre attraverso lelemento dellantenna principale e parte di essa attraverso la barra gamma, e questo fornisce lo stesso tipo di aumento dellimpedenza. In effetti, se sposti la cinghia di cortocircuito fino allestremità dellantenna, è esattamente un dipolo piegato.

In genere, la corrispondenza gamma è costruita per fornire un valore anche superiore a 4: 1 aumento dellimpedenza. Rendendo la barra gamma più piccola dellelemento principale, la barra gamma prenderà una quota ancora minore della corrente totale. Ancora meno corrente significa una trasformazione di impedenza più elevata.

In termini di circuito equivalente, la dimensione della barra gamma influenza il punto in cui viene toccato lautotrasformatore formato da L1 e L2. Ecco leffetto sulla carta di Smith:

una linea di trasmissione parallela in cortocircuito

La barra gamma che corre parallela allelemento antenna fa una trasmissione a due conduttori linea . È “ stub in corto e lungo meno di $ \ lambda / 4 $, quindi sembra un induttore. La posizione della barra di cortocircuito determina linduttanza, il valore di L1 + L2 nel circuito equivalente sopra.

Se la barra di cortocircuito viene spostata completamente allestremità dellantenna, la suscettività è zero , e non ha effetto sullimpedenza del punto di alimentazione. Quando lo stub di cortocircuito si avvicina al punto di alimentazione, aumenta la suscettività, come se L1 + L2 diventassero induttori più piccoli.

Con laggiunta dellinduttanza parallela, il nostro grafico di Smith ha questo aspetto:

a capacità in serie

Il condensatore è formato dal tubo di alluminio, con al suo interno lasta gamma, isolato da plastica. Questa è una funzione opzionale della corrispondenza gamma e non è sempre presente o configurata esattamente in questo modo. Ma con essa possiamo farlo:

Missione compiuta.

Come configurato, C1 e L1 + L2 formano una rete L step-down. È anche possibile regolare lantenna in modo che sia un po corto, nel qual caso fornirà un po di capacità, ma dallaltra parte dellinduttanza. In questo caso, si ottiene una rete L step-up.

Poiché lantenna può anche essere sintonizzata per essere esattamente risonante (presenta unimpedenza del punto di alimentazione puramente resistiva), tecnicamente non è necessario aggiungere alcuna induttanza o capacità: è sufficiente solo la trasformazione dal primo punto e si potrebbe avere un normale dipolo ripiegato. Tuttavia questo spesso non viene fatto in pratica poiché la regolazione della trasformazione di impedenza richiede la modifica del diametro della barra gamma o dellelemento dellantenna, che è complicato.

È anche il caso che la corrispondenza gamma funzioni in qualche modo come un balun. Se aumenta limpedenza vista guardando dal coassiale, per reciprocità diminuisce anche limpedenza guardando dentro laltra direzione torna nel modo differenziale del coassiale. Il modo comune è lasciato solo ma ora ha unimpedenza relativamente più alta. Quindi, potrebbe essere più desiderabile aumentare troppo, quindi diminuire con la rete L. Anche così, per unantenna con alta direttività alcuni co aggiuntivi Potrebbe essere necessaria la soppressione della modalità mmon: combinata con la corrispondenza gamma può essere ancora più efficace. G8HQP fornisce una spiegazione più completa con tutti i calcoli se vuoi maggiori dettagli.

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• che bella spiegazione, oh guarda ‘ dal mio amico phil frost … che ne sai 🙂

La corrispondenza gamma è problematica. Sicuramente consente una perfetta corrispondenza dellimpedenza con due gradi di libertà, ma leffetto balun è discutibile. Lo schermo del cavo coassiale è collegato al centro di un elemento a semionda. Ciò significa che è collegato a due conduttori a quarto donda aperti. Nello spazio libero avrebbero unimpedenza molto alta alle estremità e di conseguenza limpedenza al centro sarebbe molto bassa. Ciò significa che la tensione sullo schermo del cavo coassiale sarebbe molto bassa, quindi non verrebbe inviato molto segnale sullo schermo del cavo coassiale (o non verrebbe rilevato molto qrm se il cavo coassiale ha interferenze allesterno).

Un dipolo a semionda in cui vengono alimentate due aste di un quarto donda in anti-fase è un buon radiatore con Z = impedenza dello spazio libero (300 ohm) diviso per circa 6. Ma se si alimentano in fase, la radiazione da entrambi i lati si annullerà e limpedenza al centro va verso lo zero mentre limpedenza alle estremità diventa molto alta. Il punto medio diventa un buon punto di base.

Nella vita reale è diverso. Esperienza pratica: un mio amico aveva un array EME con diversi yagi lunghi su 144 MHz. Avevano tutti una corrispondenza gamma che è stata isolata dal tubo del braccio. Tuttavia si è verificato un problema di prestazioni. Un semplice test: prendi unantenna, puntala direttamente verso il cielo con il riflettore ben al di sopra del suolo. Metti un misuratore di intensità di campo sullultimo regista e guarda la lettura mentre muovi la mano lungo il coassiale. Sono state osservate grandi variazioni, il che significa che una corrente sostanziale scorre sullo schermo coassiale. Aggiungi un balun sulla manica. Ciò rende la corrente sullo schermo trascurabile. È stato molto tempo fa, ma come posso ricordare le prestazioni sono state migliorate di oltre 1 dB (questo è molto su EME) La spiegazione è che il punto medio fisico non è il punto medio elettrico. Se si facesse un dipolo da due aste di diverso diametro e le si alimentasse in fase la radiazione non si annullerebbe e di conseguenza limpedenza al punto medio non sarebbe molto bassa. Sarebbe necessario accorciare il lato più spesso. La corrispondenza gamma distrugge la simmetria del radiatore, quindi cè una notevole tensione RF al centro. Ciò causa una certa perdita di potenza e forse, cosa più importante, la raccolta di interferenze condotte.

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• I don ‘ t segui la tua logica per collegare lo schermo al centro di un elemento a mezza onda. Perché ‘ non si collega lo schermo al centro del dipolo? Quel punto è a terra, proprio come lo schermo.
• Ovviamente lo schermo deve essere connesso al centro dellelemento (vicino) a mezza onda che alimentiamo con una corrispondenza gamma. Il problema è che il punto medio non è del tutto rettificato in una lunga yagi. Questo è un fatto sperimentale e non una speculazione teorica. Presumibilmente il motivo è lassimetria della struttura.Posizionando uninduttanza di corrente (balun) sul cavo è possibile evitare correnti sullo schermo. (in alternativa si potrebbe collegare lo schermo al punto di tensione zero sullelemento che è un po fuori centro.
• Io ‘ non sto dicendo una corrispondenza gamma è solo un ottimo balun – nella migliore delle ipotesi, rende limpedenza di modo comune solo 10 volte o giù di lì rispetto a ciò che sarebbe altrimenti. Quindi sono daccordo con la tua osservazione, ma ‘ sono carino scettico sulla tua spiegazione.
• Puoi facilmente simulare con NEC2. Progetta un tipico yagi a 3 elementi (per ridurre limpedenza del radiatore come è normale in uno yagi). Quindi aggiungi la corrispondenza gamma simile alla foto sopra . Chiudi con un filo il punto medio dellelemento e applica una sorgente di corrente o tensione lì. Quindi aggiungi un quarto donda che è perpendicolare al dipolo e allasse dello yagi, guarda la corrente che la simulazione darà su quel quarto donda filo. Puoi spostare il filo fino a trovare il punto in cui la corrente sul filo è zero. In alternativa, sposta la corrispondenza gamma fuori centro.
• OK, penso di essere sotto sopportare quello che stai arrivando. ‘ suggerirei di rendere più chiaro nel primo paragrafo che stai descrivendo cosa dovrebbe accadere in teoria – questo mi ha lasciato perplesso.

Considera, limpedenza presentata da qualsiasi elemento dellantenna che “è vicino alla risonanza varia lungo la sua” lunghezza da quasi zero sul braccio a quasi infinito in punta. Spostando il rubinetto è possibile selezionare qualsiasi impedenza che si desidera.

Lasta del rubinetto ha uninduttanza e il condensatore in serie consente di neutralizzare questa induttanza.

In breve, una corrispondenza gamma ha due regolazioni; la posizione della presa sullelemento pilotato (che varia limpedenza), e il condensatore variabile in serie con linduttanza della presa (che esclude la reattanza). Con queste due regolazioni puoi abbinare qualsiasi antenna che sia vicino alla risonanza a qualsiasi impedenza della linea di alimentazione che desideri. Ecco perché AMO le corrispondenze gamma!

(Ho visto solo unantenna che non aveva condensatore e corrisponderebbe solo a una frequenza. La frequenza sbagliata, a quanto pare.)

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• Ma spostare la barra di cortocircuito non ‘ per ottenere una trasformazione di impedenza simile a un trasformatore come fa lo spostamento del punto di alimentazione di un dipolo alimentato in serie. Piuttosto, cambia la lunghezza di uno stub in cortocircuito shunt, effettivamente un induttore.
• Inoltre, penso che quando vedi antenne con corrispondenze gamma senza condensatore, o non sono progettate per essere regolabili (invece, prodotte a dimensioni predeterminate), oppure forniscono un meccanismo per regolare la lunghezza dellelemento, cambiando così la capacità dellelemento stesso (che probabilmente sarà un po corto per garantire che sia effettivamente capacitivo)
• call a ” shorting bar ” è un tocco mobile sullelemento dellantenna. Sì, ha induttanza, ma questo è un effetto collaterale accidentale e indesiderato. La capacità in serie viene utilizzata per neutralizzare questa induttanza (producendo un circuito LC sintonizzato in serie di reattanza zero).
• Re: corrispondenza gamma senza condensatore. In realtà ha un senso perverso, anche se, come ho detto, ‘ ne ho visto solo uno e ‘ sono abbastanza sicuro che fosse un errore di costruzione. Hai qualche esempio di antenne commerciali senza condensatori?
• Se esegui una ricerca di immagini su Google per ” yagi ” ne vedrai alcuni, anche se molto più comune è usare un dipolo piegato per lelemento guidato, che è una corrispondenza gamma bilanciata (corrispondenza T) con il cortocircuito bar / tap / come vuoi chiamarlo regolato per 0 induttanza. Se lo stub è lungo meno di un quarto donda (come al solito in una corrispondenza gamma), allora presenta uninduttanza e hai bisogno di una capacità da qualche parte . Tuttavia, ‘ non deve essere un condensatore in serie: può anche essere un elemento di antenna accorciato.

Una variazione della corrispondenza gamma è unantenna a loop di accoppiamento che si accoppia reciprocamente al centro di un dipolo. Si forma una piccola antenna ad anello a giro singolo e, come un circuito molto induttivo, viene inserito un condensatore in serie tra la linea di alimentazione e linduttore che diventerà risonante ad unimpedenza BASSA. (serbatoio risonante in serie) Quando questo è accoppiato a un elemento di dipolo solido, che ha anche una bassa impedenza centrale, un rapporto di trasformazione vicino a 1: 1 si accoppia in modo efficiente dallantenna ad anello allelemento dipolo. Questo carico aumenta il valore R dellanello risonante allimpedenza della linea di alimentazione. Una corrispondenza gamma ha alcune qualità del circuito del serbatoio risonante in serie accoppiato a un elemento guidato.In alcuni modelli, la corrispondenza non tocca lelemento a una distanza dal centro, ma è invece un anello che è connesso solo al punto centrale dellelemento. In questo progetto, esiste solo laccoppiamento reciproco in quanto non esiste una connessione elettrica diretta.

Per un elemento guidato da un conduttore continuo , come quello dellarticolo, il gamma match è fondamentalmente un condensatore variabile che viene utilizzato per sintonizzare qualsiasi induttanza dallalimentazione (sbilanciata) dellantenna.

Come afferma larticolo, il centro dellelemento comandato è un punto di tensione zero, quindi va bene mettere a terra il braccio lì e alimentare il lato treccia del cavo coassiale lì (ricorda che RF è AC, non DC). Collegare laltro lato del cavo coassiale più lontano sullelemento creerà un problema di impedenza, ovviamente, ma questo è ciò a cui serve la corrispondenza.

Il principale svantaggio della corrispondenza gamma è che “è lì sul boom della Yagi, nellaria e quindi, scomodo da regolare. Ti consigliamo solo di farlo utilizzare un tale sistema di corrispondenza in cui la larghezza di banda SWR dellantenna risultante è sufficientemente ampia per i propri scopi. Quindi non avrai bisogno di scherzarci una volta che lantenna è stata sintonizzata inizialmente.

Potresti sostituire la corrispondenza gamma con un condensatore variabile della gamma appropriata. Questo è comune in altri tipi di antenna (ad es. loop) in cui la larghezza di banda è stretta e devi modificarla durante la sintonizzazione.

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• La corrispondenza gamma deve corrispondere alla linea di feed lantenna. Questo è abbastanza diverso dallaccordare lantenna alla risonanza, che è ciò che fa il condensatore variabile comune nel loop. Ad esempio, guarda limmagine in Come realizzare unantenna a loop per HF? , che ha una corrispondenza gamma (sul lato della linea di alimentazione) e un condensatore variabile (opposto alla linea di alimentazione).
• Per essere chiari, certamente ci sono modi per fare la corrispondenza con una variabile condensatore, ma luso più comune di un condensatore variabile in un loop è probabilmente non quello , quindi penso che la formulazione sia ambigua o fuorviante.
• Leggendo questo alcuni mesi dopo, ho da allora sono venuti acros ci sono altre persone ( come W8JI ) che scrivono di una ” corrispondenza gamma ” come se ‘ fosse solo un condensatore in serie. So che la corrispondenza gamma potrebbe avere un condensatore in serie, ma ha anche sempre uno stub in cortocircuito parallelo, ed è anche un caso speciale di dipolo ripiegato. Fa molto di più di un semplice condensatore in serie. Quindi mi chiedo, esiste qualche altro tipo di ” gamma match ” di cui la gente parla?

Faccio loop magnetici di potenza limite legali con una corrispondenza gamma e senza condensatore. Ho limpressione che il tappo renda la corrispondenza più dipendente dalla frequenza e limiti la possibilità di utilizzare lantenna su più di una banda. Il tappo facilita la regolazione fine.

Ho anche usato la corrispondenza gamma per abbinare i pali verticali fino a 125 piedi con un buon effetto anche quando il palo era unaltezza contraria alla solita antenna verticale.

Queste impressioni sono basate per aver abbinato dozzine di antenne di vario tipo.

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• Ciao Wayne e benvenuto su ham.stackexchange.com! A proposito, il tuo post, sebbene pertinente e interessante, ‘ non risponde alla domanda. Il sito è tutto di domande e risposte, a differenza dei siti in stile forum. Ad ogni modo, ‘ siamo lieti che ‘ sia qui!