En gammamatch serverer et tredobbelt formål:

1. Som en ledning med liten diameter parallell og i nærheten av hovedstrålingselementet, vil den bare bære en brøkdel av hovedelementstrømmen mens den utsettes for samme elektriske feltstyrke Dette gjør det til en effektiv opptransformator av antenneinngangsimpedansen .
2. Den danner også sammen med hovedutstrålingselementet en lukket ledningsstub , og tilfører induktans til antenneinngangsimpedansen. Hvis dette ikke er nødvendig for å matche , kan den ekstra induktansen avbrytes med en klumpet kondensator i serie.
3. Ikke vist på figuren din, men på bildet nedenfor: Skjeden på koaksialmatelinjen er koblet til sentrum av hovedstrålingen element. Når riktig koblet til, fungerer en gammamatch også som en balansert til ubalansert omformer eller balun .

Alle disse funksjonene er svært ønskelige for å matche den ubalanserte karakteristiske impedansen til den koaksiale matelinjen til den mye lavere balanserte impedansen til en Yagi-antenne.

Klart kapasitans er nøkkelen

Kapasitans er bare en del av den. Gammakampen i spørsmålet ditt er tre ting:

1. En slags brettet dipol, som utfører en impedansoppstigning
2. En parallell kortsluttet overføringslinjestub, som gir shuntinduktans
3. En seriekapasitans

En ekvivalent krets er:

^{simulere denne kretsen – Skjematisk opprettet ved hjelp av CircuitLab}

Så la oss si at vi har en antenne med en feedpointimpedans på $ (15 + j0) \ Omega $. På en Smith-diagram , vi har dette:

Målet vårt er å flytt den prikken til midten av sirkelen. Hvordan oppnår en gammamatch det?

slags foldet dipol

Det første punktet er sannsynligvis det vanskeligste å forstå. Tenk på at en brettet dipol , er impedansen fire ganger den for en ordinær y dipol fordi antennestrømmen strømmer i begge ben av dipolen, men bare halvparten av den i beinet der matepunktet er. Siden strøm halveres mens strålingsmotstanden i det vesentlige forblir uendret, blir impedansen firedoblet.

Tenk nå på gammakampen: den samme tilstanden eksisterer. Noe av strømmen strømmer gjennom hovedantenneelementet, og noe av det gjennom gammalinjen, og dette gir den samme typen impedansforbedring. Hvis du beveger kortslutningsstroppen helt til enden av antennen, er den faktisk en foldet dipol.

Vanligvis er gammakampen konstruert for å gi en enda mer enn 4: 1. impedans-økning. Ved å gjøre gammastaven mindre enn hovedelementet, vil gammastangen ta en enda mindre andel av den totale strømmen. Enda mindre strøm betyr en høyere impedans-transformasjon.

Når det gjelder ekvivalent krets, påvirker størrelsen på gammabaren hvor autotransformatoren dannet av L1 og L2 er tappet. Her er effekten på Smith-diagrammet:

en parallell kortsluttet overføringslinje

Gamma-linjen som løper parallelt med antenneelementet, lager en tvillingledningsoverføring linje . Det er «s kortsluttet stubbe , og mindre enn $ \ lambda / 4 $ lang, så det ser ut som en induktor. Posisjonen til kortslutningslinjen bestemmer induktansen, verdien av L1 + L2 i ekvivalent krets ovenfor.

Hvis kortslutningslinjen flyttes helt til enden av antennen, blir susceptansen er null , og har ingen effekt på matepunktimpedansen. Når kortslutningen flyttes nærmere matepunktet, blir følsomheten større, som om L1 + L2 ble mindre induktorer.

Med parallell induktans lagt til, ser Smith-diagrammet vårt slik ut:

a seriekapasitans

Kondensatoren er dannet av aluminiumsrøret, med gammastangen inni, isolert av plast. Dette er en valgfri funksjon av gammamatchen, og den er ikke alltid tilstede eller konfigurert akkurat slik. Men med den kan vi gjøre dette:

Oppdrag oppnådd.

Som konfigurert danner C1 og L1 + L2 et nedtrappende L-nettverk. Det er også mulig å trimme antennen for å være litt kort, i så fall vil det gi litt kapasitans, men på den andre siden av induktansen. I dette tilfellet får du et opp-L-nettverk.

Siden antennen også kan innstilles til å være nøyaktig resonansfull (presentere en ren resistiv matepunktimpedans), trenger du ikke teknisk å legge til noen induktans eller kapasitans: bare transformasjonen fra det første punktet er tilstrekkelig, og du kan ha en vanlig en foldet dipol. Imidlertid blir dette ofte ikke gjort i praksis, siden justering av impedanstransformasjonen krever endring av diameteren på enten gammastaven eller antenneelementet som er vanskelig.

Det er også slik at gammakampen fungerer noe som en balun. Hvis den trapper opp impedansen sett inn fra koaksialet, av gjensidighet trapper den også ned impedansen og ser inn den andre retningen tilbake til differensialmodusen til koaksialet. Common-modus er igjen alene, men er nå en relativt høyere impedans. Så det kan være mer ønskelig å trappe opp for mye, og deretter gå ned med L-nettverket. Likevel, for en antenne med høy direktivitet, noe ekstra co mmon-modus undertrykkelse kan være nødvendig: kombinert med gammakampen kan det være enda mer effektivt. G8HQP gir en mer fullstendig forklaring med all matematikken hvis du vil ha mer detaljer.

Kommentarer

• for en flott forklaring, å se det ‘ s fra min venn phil frost … hva vet du 🙂

Gammakampen er problematisk. Det tillater sikkert en perfekt impedanskamp med to frihetsgrader, men balun-effekten er tvilsom. Koaksens skjerm er koblet til midten av et halvbølgelement. Det betyr at den er koblet til to åpne kvart-bølgeledere. I fritt rom ville de ha en veldig høy impedans i endene, og følgelig ville impedansen i sentrum være veldig lav. Det betyr at spenningen på koaksialskjermen ville være veldig lav, så ikke mye signal ville bli sendt til koaksens skjerm (eller ikke mye qrm ville bli plukket opp hvis koaksialet har interferens på utsiden.)

En halvbølgedipol der to kvartbølgestenger mates i antifase er en god radiator med Z = ledig romimpedans (300 ohm) delt på omtrent 6. Men hvis man mater dem i fase, vil stråling fra begge sider avbrytes og impedansen i sentrum går mot null mens impedansen i endene blir veldig høy. Midtpunktet blir et godt grunnpunkt.

I det virkelige liv er det annerledes. Praktisk erfaring: En venn av meg hadde et EME-utvalg med flere lange yagier på 144 MHz. De hadde alle en gammakamp som ble isolert fra bomrøret. Det var imidlertid et ytelsesproblem. En enkel test: Ta en antenne, pek den rett mot himmelen med reflektoren godt over bakken. Sett en feltstyrkemåler på den siste regissøren og se på avlesningen mens du beveger hånden langs koaksjonen. Store variasjoner ble observert, noe som betyr at en betydelig strøm strømmer på koaksialskjermen. Legg til en ermet balun. Det gjør strømmen på skjermen ubetydelig. Det var lenge siden, men som jeg kan huske ble ytelsen forbedret med mer enn 1 dB (Det er mye på EME) Forklaringen er at det fysiske midtpunktet ikke er det elektriske midtpunktet. Hvis du ville lage en dipol fra to stenger med forskjellig diameter og mate dem i fasestråling, ville det ikke avbrytes, og følgelig ville ikke impedansen ved midtpunktet være veldig lav. Det ville være nødvendig å gjøre den tykkere siden kortere. Gammakampen ødelegger radiatorens symmetri, så det er en betydelig RF-spenning i sentrum. Dette medfører noe tap av strøm og kanskje enda viktigere å plukke opp gjennomført forstyrrelse.

Kommentarer

• Jeg don ‘ t følg logikken din om å feste skjermen til midten av et halvbølgeelement. Hvorfor ville du ikke ‘ t feste skjermen til midten av dipolen? Det punktet er malt, akkurat som skjermen.
• Selvfølgelig må skjermen kobles til midten av det (nær) halvbølgeelementet som vi mater med en gammakamp. Problemet er at midtpunktet ikke er helt bakken i en lang yagi. Det er et eksperimentelt faktum og ikke en teoretisk spekulasjon. Antagelig er årsaken assymetrien til strukturen.Ved å plassere en aktuell choke (balun) på kabelen kan man forhindre strøm på skjermen. (alternativt kan man koble skjermen til nullspenningspunktet på elementet som er litt utenfor sentrum.
• Jeg ‘ sier ikke en gammakamp er alene en flott balun – i beste fall gjør det bare vanlig modusimpedans 10x eller så hva det ellers ville være. Så jeg er enig med observasjonen din, men jeg ‘ er pen skeptisk til forklaringen din.
• Du kan enkelt simulere med NEC2. Design en typisk 3-element yagi (for å gjøre radiatorimpedansen lav som normalt i en yagi.) Legg deretter til gammakampen som ligner på bildet ovenfor . Lukk med en ledning til elementets midtpunkt og bruk en strøm eller spenningskilde der. Deretter legger du til en kvartbølge som er vinkelrett på dipolen og yagens akse. Se på strømmen som simuleringen vil gi på den kvartbølgen Du kan flytte ledningen til du finner punktet der strømmen på ledningen er null. Alternativt kan du flytte gammakampen fra midten.
• OK, jeg tror jeg er under stå hva du får til. Jeg ‘ foreslår å gjøre det tydeligere i første avsnitt at du beskriver hva som skal skje teoretisk – det kastet meg for en løkke.

Tenk på at impedansen som presenteres av ethvert antenneelement som er nær resonans, varierer i lengden fra nær null ved bommen til nær uendelig på spissen. Ved å flytte kranen kan du velge hvilken impedans du ønsker.

Kranstangen har induktans, og seriekondensatoren lar deg nøytralisere denne induktansen.

Kort sagt, en gammakamp har to justeringer; posisjonen til kranen på det drevne elementet (som varierer impedansen), og den variable kondensatoren i serie med induktansen til kranen (som stiller ut reaktansen). Med disse to justeringene kan du matche hvilken som helst antenne som er nær resonans til hvilken som helst feedlineimpedans du vil. Derfor elsker jeg gamma samsvarer!

(Jeg har sett bare en antenne som ikke hadde kondensator , og det vil bare stemme overens med en frekvens. Feil frekvens, som det viser seg.)

Kommentarer

• Men å flytte korteringslinjen div id = «6252ac896f»>

En variasjon av gammakampen er en koblingssløyfeantenne som gjensidig kobles til sentrum av en dipol. Det dannes en liten enkelt svingsløyfeantenne, og som en veldig induktiv sløyfe settes en seriekondensator inn mellom matelinjen og induktoren som vil bli resonansfull ved LAV impedans. (serieresonant tank) Når dette er koblet til et solid dipolelement, som også har en lav senterimpedans, kobles et transformatorforhold på nær 1: 1 effektivt fra sløyfeantennen til dipolelementet. Denne belastningen hever R-verdien til resonansløyfen til matelinjens impedans. En gammakamp har en viss kvalitet på seriekonvensjonstankkretsen koblet til et drevet element.I noen design tapper kampen ikke elementet i en avstand fra sentrum, men i stedet er det en sløyfe som bare er koblet til midtpunktet til elementet. I denne utformingen er det bare gjensidig kobling ettersom det ikke er noen direkte elektrisk forbindelse.

For et kontinuerlig lederdrevet element , som den i artikkelen, er gammakampen i utgangspunktet en variabel kondensator som brukes til å stille inn hvilken som helst induktans fra (ubalansert) mating av antennen.

Som artikkelen sier, er sentrum av det drevne elementet et nullspenningspunkt, så det er OK å jorde bommen der og mate flettesiden av koaksialet der (husk at RF er AC, ikke Å feste den andre siden av koaksjonen lenger ut på elementet, vil selvfølgelig skape et impedansproblem, men det er det kampen er for.

Den største ulempen med gammakampen er at den er der på bommen til Yagi, i luften og derfor upraktisk å justere. Du vil bare bruk et slikt matchende system der SWR-båndbredden til den resulterende antennen er bred nok til dine formål. Så du trenger ikke å rote med den når antennen først er innstilt.

Du kan erstatte gammakampen med en variabel kondensator i riktig område. Dette er vanlig i andre antennetyper (f.eks. sløyfer) der båndbredden er smal og du må justere den når du stiller inn.

Kommentarer

• Gamma-samsvaret skal matche matelinjen til antennen. Dette er ganske forskjellig fra å innstille antennen til resonans, det er hva den variable kondensatoren som er vanlig i sløyfe gjør. Se for eksempel bildet i Hvordan lage en sløyfeantenne for HF? , som har en gammamatch (på matelinjesiden) og en variabel kondensator (overfor matelinjen).
• For å være klar, er det absolutt måter å gjøre samsvar med en variabel kondensator, men den vanligste bruken av en variabel kondensator i en sløyfe er sannsynligvis ikke det , så jeg tror ordlyden er tvetydig eller misvisende.
• Når jeg leser dette noen måneder senere, har siden kommet akroer er noen andre mennesker ( som W8JI ) som skriver om en » gammakamp » som om det ‘ bare er en seriekondensator. Gammakampen jeg vet kanskje har en seriekondensator, men har også alltid en parallell kortsluttet stubbe, og er også et spesielt tilfelle av en brettet dipol. Det gjør mye mer enn bare en seriekondensator. Så jeg lurer på, er det en annen type » gamma match » som folk snakker om?

Jeg lager legal limit mag-loops med en gammamatch og ingen kondensator. Det er mitt inntrykk at hetten gjør kampen mer frekvensavhengig og begrenser muligheten til å bruke antennen på mer enn ett bånd. Hetten gjør finjustering lettere.

Jeg har også brukt gammakampen til å matche vertikale poler opp til 125 fot med god effekt, selv når polen var i en høyde som er ugunstig i forhold til den vanlige vertikale antennen.

Disse inntrykkene er basert på å ha matchet dusinvis av antenner av forskjellige typer.

Kommentarer

• Hei Wayne, og velkommen til ham.stackexchange.com! BTW innlegget ditt, selv om det er relevant og interessant, svarer ikke ‘ t på spørsmålet. Nettstedet handler om spørsmål og svar, i motsetning til nettsteder i forumstil. Uansett, vi ‘ er glade for at du ‘ er her!