Dopasowanie gamma służy potrójny cel:

1. Jako drut o małej średnicy, równoległy i w bliskim sąsiedztwie głównego elementu promieniującego, będzie przenosił tylko ułamek prądu elementu głównego, będąc narażonym na to samo natężenie pola elektrycznego . To zmienia go w efektywny transformator w górę impedancji wejściowej anteny .
2. Tworzy również razem z głównym elementem promieniującym zamkniętym końcówką przewodu , dodając indukcyjność do impedancji wejściowej anteny. Jeśli nie jest to wymagane do dopasowania , dodatkową indukcyjność można wyeliminować za pomocą kondensatora skupionego szeregowo.
3. Nie pokazano na rysunku, ale na poniższym rysunku: Osłona współosiowego przewodu zasilającego jest połączona ze środkiem głównego źródła promieniowania element. Kiedy prawidłowo podłączony, dopasowanie gamma służy również jako konwerter zbalansowany na niezrównoważony lub balun .

Wszystkie te funkcje są wysoce pożądane, aby dopasować niezrównoważoną impedancję charakterystyczną współosiowego przewodu zasilającego do znacznie niższej symetrycznej impedancji anteny Yagi.

Oczywiście pojemność jest kluczem

Pojemność to tylko jedna część. Dopasowanie gamma w twoim pytaniu to trzy rzeczy:

1. Rodzaj złożonego dipola, zwiększającego impedancję
2. Równolegle zwarty odcinek linii transmisyjnej, dodający indukcyjność bocznikową
3. Pojemność szeregowa

Równoważny obwód to:

^{symuluj ten obwód – Schemat utworzony za pomocą CircuitLab}

Powiedzmy, że mamy jakąś antenę o impedancji punktu zasilania $ (15 + j0) \ Omega $. Na Wykres Smitha , mamy to:

Naszym celem jest przenieś tę kropkę na środek koła. Jak to umożliwia dopasowanie gamma?

coś w rodzaju zwiniętego dipola

Pierwszy punkt jest prawdopodobnie najtrudniejszy do zrozumienia. Rozważ to w złożony dipol , impedancja jest czterokrotnie większa niż w przypadku zwykłego y dipol, ponieważ prąd anteny płynie w obu nogach dipola, ale tylko połowa z niego w odnodze, w której znajduje się punkt zasilania. Ponieważ prąd zmniejsza się o połowę, podczas gdy odporność na promieniowanie pozostaje zasadniczo niezmieniona, impedancja jest czterokrotnie większa.

Rozważmy teraz dopasowanie gamma: istnieje ten sam stan. Część prądu przepływa przez główny element anteny, a część przez pasek gamma, co zapewnia ten sam rodzaj zwiększania impedancji. W rzeczywistości, jeśli przesuniesz pasek zwarciowy do końca anteny, jest to dokładnie złożony dipol.

Zazwyczaj dopasowanie gamma jest tak skonstruowane, że daje nawet więcej niż 4: 1 Zwiększenie impedancji. Sprawiając, że pasek gamma jest mniejszy niż główny element, pasek gamma będzie miał jeszcze mniejszy udział w całkowitym prądzie. Jeszcze mniejszy prąd oznacza wyższą transformację impedancji.

Pod względem obwód równoważny, rozmiar paska gamma wpływa na to, gdzie autotransformator utworzony przez L1 i L2 jest zaczepiony. Oto efekt na wykresie Smitha:

równolegle zwarta linia transmisyjna

Pasek gamma biegnący równolegle do elementu anteny zapewnia transmisję dwuprzewodową linia . Jest on „s zwarty i krótszy niż $ \ lambda / 4 $, więc wygląda jak cewka indukcyjna. Położenie pręta zwierającego określa indukcyjność, wartość L1 + L2 w powyższym równoważnym obwodzie.

Jeśli pręt zwierający zostanie przesunięty do końca anteny, to podatność wynosi zero i nie ma wpływu na impedancję punktu zasilania. Gdy króciec zwierny jest przesuwany bliżej punktu zasilania, zwiększa się podatność, tak jakby L1 + L2 stawały się coraz mniejszymi cewkami.

Po dodaniu indukcyjności równoległej nasz wykres Smitha wygląda następująco:

a pojemność szeregowa

Kondensator jest utworzony przez aluminiową rurkę z prętem gamma wewnątrz, izolowaną plastikiem. Jest to opcjonalna funkcja dopasowania gamma i nie zawsze jest obecna lub skonfigurowana dokładnie w ten sposób. Ale dzięki niej możemy to zrobić:

Misja zakończona.

Zgodnie z konfiguracją C1 i L1 + L2 tworzą obniżającą się sieć L. Możliwe jest również przycięcie anteny, aby była trochę krótki, w takim przypadku zapewni pewną pojemność, ale po drugiej stronie indukcyjności. W tym przypadku otrzymujesz podwyższoną sieć L.

Ponieważ antena może być również dostrojona tak, aby była dokładnie rezonansowa (prezentować czysto rezystancyjną impedancję punktu zasilania), nie musisz technicznie dodawać żadnej indukcyjności ani pojemność: wystarczy transformacja z pierwszego punktu i możesz mieć zwykły dipol zagięty. Jednak w praktyce często nie jest to wykonywane, ponieważ regulacja transformacji impedancji wymaga zmiany średnicy paska gamma lub elementu anteny, co jest trudne.

Jest to również przypadek, gdy dopasowanie gamma działa trochę jak balun. Jeśli zwiększa impedancję widzianą patrząc z kabla koncentrycznego, przez wzajemność zmniejsza również impedancję patrząc do drugi kierunek z powrotem do trybu różnicowego kabla koncentrycznego. Tryb wspólny jest pozostawiony sam, ale ma teraz stosunkowo wyższą impedancję. Dlatego może być bardziej pożądane, aby zwiększyć zbytnio, a następnie obniżyć z siecią L. Mimo to, dla anteny o wysokiej kierunkowości, dodatkowe co Może być konieczne tłumienie trybu mmon: w połączeniu z dopasowaniem gamma może być jeszcze bardziej skuteczne. G8HQP zapewnia pełniejsze wyjaśnienie z całą matematyką, jeśli potrzebujesz więcej szczegółów.

Komentarze

• co za świetne wyjaśnienie, spójrz na to ' od mojego przyjaciela Phila Frosta … co wiesz 🙂

Dopasowanie gamma jest problematyczne. Z pewnością pozwala na idealne dopasowanie impedancji przy dwóch stopniach swobody, ale efekt baluna jest wątpliwy. Ekran kabla koncentrycznego jest podłączony do środka elementu półfalowego. Oznacza to, że jest podłączony do dwóch otwartych przewodów ćwierćfalowych. W wolnej przestrzeni miałyby one bardzo wysoką impedancję na końcach, a tym samym impedancja w środku byłaby bardzo niska. Oznacza to, że napięcie na ekranie kabla koncentrycznego byłoby bardzo niskie, więc niewiele sygnału byłoby wysyłane na ekran kabla koncentrycznego (lub niewiele qrm zostałoby odebrane, gdyby kabel koncentryczny miał zakłócenia na zewnątrz).

Dipol półfalowy, w którym dwa pręty ćwierćfalowe są zasilane w przeciwfazie, jest dobrym radiatorem o Z = impedancja wolnej przestrzeni (300 omów) podzielona przez około 6. Ale jeśli zasilimy je fazą, promieniowanie z obu stron zostanie anulowane a impedancja w środku zbliża się do zera, podczas gdy impedancja na końcach staje się bardzo wysoka. Punkt środkowy staje się dobrym punktem na ziemi.

W prawdziwym życiu jest inaczej. Praktyczne doświadczenie: mój przyjaciel miał macierz EME z kilkoma długimi yagis na 144 MHz. Wszyscy mieli dopasowanie gamma, które zostało odizolowane od rury boomu. Wystąpił jednak problem z wydajnością. Prosty test: weź jedną antenę i skieruj ją prosto w niebo z reflektorem wysoko nad ziemią. Połóż miernik natężenia pola na ostatnim reżyserze i spójrz na odczyt, przesuwając dłonią wzdłuż kabla. Zaobserwowano duże wahania, co oznacza, że przez ekran koncentryczny płynie znaczny prąd. Dodaj balun rękawa. To sprawia, że prąd na ekranie jest znikomy. To było dawno temu, ale jak pamiętam, wydajność została poprawiona o więcej niż 1 dB (to dużo na EME) Wyjaśnienie jest takie, że fizyczny punkt środkowy nie jest elektrycznym punktem środkowym. Gdyby zrobić dipol z dwóch prętów o różnej średnicy i zasilić je promieniowaniem fazowym, nie skasowałoby się, aw konsekwencji impedancja w punkcie środkowym nie byłaby bardzo niska. Konieczne byłoby skrócenie grubszej strony. Dopasowanie gamma niszczy symetrię promiennika, więc w środku występuje znaczne napięcie RF. Powoduje to pewną utratę mocy, a może, co ważniejsze, odbieranie przewodzonych zakłóceń.

Komentarze

• Nie ' t postępuj zgodnie z logiką dotyczącą mocowania ekranu do środka elementu półfalowego. Dlaczego nie ' nie podłączyłeś ekranu do środka dipola? Ten punkt jest uziemiony, podobnie jak ekran.
• Oczywiście ekran musi być podłączony do środka (prawie) elementu półfalowego, który zasilamy dopasowaniem gamma. Problem polega na tym, że punkt środkowy nie jest całkiem szlifowany w długim yagi. To jest fakt eksperymentalny, a nie teoretyczna spekulacja. Przypuszczalnie powodem jest asymetria struktury.Umieszczając dławik (balun) na kablu można zapobiec występowaniu prądów na ekranie. (alternatywnie można podłączyć ekran do punktu zerowego napięcia na elemencie, który jest nieco poza środkiem.
• Ja ' nie mówię dopasowania gamma jest sam w sobie świetnym balunem – w najlepszym razie sprawia, że impedancja w trybie wspólnym tylko 10x lub więcej byłaby taka, jaka byłaby w innym przypadku. Zgadzam się więc z twoimi obserwacjami, ale ' m ładnie sceptycznie podchodzę do twojego wyjaśnienia.
• Możesz łatwo przeprowadzić symulację za pomocą NEC2. Zaprojektuj typowy 3-elementowy yagi (aby impedancja grzejnika była niska, jak normalnie w yagi). Następnie dodaj dopasowanie gamma podobne do powyższego zdjęcia .Zamknij drutem do punktu środkowego elementu i przyłóż tam źródło prądu lub napięcia. Następnie dodaj ćwierćfalę prostopadłą do dipola i osi yagi. Spójrz na prąd, jaki da symulacja na ćwierćfali Możesz przesuwać przewód, aż znajdziesz punkt, w którym prąd na przewodzie wynosi zero. Możesz też przesunąć dopasowanie gamma poza środek.
• OK, myślę, że poniżej wytrzymaj to, do czego zmierzasz. ' d sugeruję, aby w pierwszym akapicie wyjaśnić, że opisujesz, co powinno się zdarzyć teoretycznie – to rzuciło mnie na pętlę.

Weź pod uwagę, że impedancja prezentowana przez dowolny element anteny, który jest „bliski rezonansu, zmienia się na jego” długości od bliskiej zera przy wysięgniku do prawie nieskończoności na końcu. Przesuwanie zaczepu pozwala wybrać dowolną impedancję.

Pręt zaczepu ma indukcyjność, a kondensator szeregowy pozwala zneutralizować tę indukcyjność.

Krótko mówiąc, dopasowanie gamma ma dwie korekty; położenie zaczepu na elemencie napędzanym (który zmienia impedancję) i kondensator zmienny szeregowo z indukcyjnością odczepu (który reguluje reaktancję). Dzięki tym dwóm regulacjom możesz dopasować dowolną antenę, która jest wszędzie blisko rezonansowej do dowolnej impedancji linii zasilającej. Dlatego KOCHAM dopasowania gamma!

(Widziałem tylko jedną antenę, która nie miała kondensatora , i będzie pasować tylko na jednej częstotliwości. Jak się okazuje, zła częstotliwość.)

Komentarze

• Ale przesuwanie paska skrótu nie ' t uzyskać transformację impedancji podobną do transformatora, jak przesuwanie punktu zasilania dipola zasilanego szeregowo. Zmienia raczej długość zwartego bocznika, efektywnie cewki indukcyjnej.
• Myślę też, że kiedy widzisz anteny z bezkondensatorowymi dopasowaniami gamma, albo nie są one w ogóle zaprojektowane do regulacji (zamiast tego są produkowane do z góry określonych wymiarów) lub zapewniają mechanizm dostosowywania długości elementu, zmieniając w ten sposób pojemność samego elementu (która prawdopodobnie będzie nieco krótka, aby upewnić się, że jest rzeczywiście pojemnościowa)
• Co chcesz zadzwoń do ” pasek skrótu ” to ruchome dotknięcie elementu anteny. Tak, ma indukcyjność, ale jest to przypadkowy i niepożądany efekt uboczny. Szeregowa pojemność jest używana do neutralizacji tej indukcyjności (tworząc szeregowo dostrojony obwód LC o zerowej reaktancji).
• Re: bezkondensatorowe dopasowania gamma. To rzeczywiście ma pokręcony sens, chociaż jak powiedziałem, ' widziałem tylko jeden i ' na pewno tak błąd w konstrukcji. Czy masz jakieś przykłady komercyjnych anten bez kondensatorów?
• Jeśli wykonasz wyszukiwarkę grafiki Google dla ” yagi ” zobaczysz kilka, chociaż znacznie bardziej powszechne jest użycie złożonego dipola dla elementu napędzanego, co jest zrównoważonym dopasowaniem gamma (dopasowanie T) ze zwarciem bar / tap / cokolwiek chcesz to nazwać dostosowane do indukcyjności 0. Jeśli króciec ma długość mniejszą niż ćwierć fali (jak zwykle w przypadku dopasowania gamma), to przedstawia indukcyjność i potrzebujesz gdzieś pojemności. Nie ' nie musi być jednak kondensatorem szeregowym: może to być również skrócony element anteny.

Odmianą dopasowania gamma jest sprzężona antena sprzężona wzajemnie ze środkiem dipola. Powstaje mała, jednoobrotowa antena pętlowa, a jako pętla bardzo indukcyjna między linią zasilającą a cewką umieszczany jest kondensator szeregowy, który będzie rezonansował przy NISKIEJ impedancji. (szeregowy zbiornik rezonansowy) Gdy jest on połączony z elementem dipolowym o niskiej impedancji środkowej, przekładnia transformatora bliska 1: 1 skutecznie łączy się z anteną pętlową w element dipolowy. Obciążenie to podnosi wartość R pętli rezonansowej do impedancji linii zasilającej. Dopasowanie gamma ma pewną jakość szeregowego obwodu rezonansowego zbiornika połączonego z napędzanym elementem.W niektórych projektach dopasowanie nie stuka w element w pewnej odległości od środka, ale zamiast tego jest pętlą, która jest połączona tylko w środkowym punkcie elementu. W tym projekcie występuje tylko wzajemne sprzężenie, ponieważ nie ma bezpośredniego połączenia elektrycznego.

W przypadku elementu napędzanego przewodem ciągłym podobnie jak w artykule, dopasowanie gamma jest w zasadzie kondensatorem o zmiennej charakterystyce, który służy do strojenia indukcyjności z (niezrównoważonego) zasilania anteny.

Jak stwierdzono w artykule, środek napędzanego elementu jest punktem zerowego napięcia, więc można tam uziemić wysięgnik i podać tam oplot kabla koncentrycznego (pamiętaj, że RF to prąd przemienny, a nie DC) .Podłączenie drugiej strony kabla koncentrycznego dalej na elemencie stworzy oczywiście problem z impedancją, ale po to jest dopasowanie.

Główną wadą dopasowania gamma jest to, że jest tam na boomie Yagi, w powietrzu, a zatem niewygodne w regulacji. Będziesz chciał tylko użyj takiego systemu dopasowania, w którym szerokość pasma SWR uzyskanej anteny jest wystarczająco szeroka dla twoich celów. Więc nie musisz się z nim bawić po początkowym dostrojeniu anteny.

Możesz zastąpić dopasowanie gamma zmiennym kondensatorem o odpowiednim zakresie. Jest to powszechne w innych typach anten (np. pętle), gdzie przepustowość jest wąska i musisz ją poprawić podczas strojenia.

Komentarze

• Dopasowanie gamma polega na dopasowaniu linii zasilającej do antena. To coś zupełnie innego niż dostrojenie anteny do rezonansu, co robi zmienny kondensator wspólny w pętli. Na przykład zobacz obraz w Jak zrobić antenę pętlową dla HF? , który ma dopasowanie gamma (po stronie zasilania) i zmienny kondensator (naprzeciwko przewodu zasilającego).
• Żeby było jasne, z pewnością istnieją sposoby dopasowania ze zmienną kondensator, ale najczęstszym zastosowaniem zmiennego kondensatora w pętli jest prawdopodobnie nie to , więc myślę, że sformułowanie jest niejednoznaczne lub mylące.
• Czytając to kilka miesięcy później, od tego czasu przybyły akros czy inni ludzie ( jak W8JI ) piszą o ” dopasowaniu gamma ” jakby był ' zwykłym kondensatorem. Dopasowanie gamma, które wiem, może mieć kondensator szeregowy, ale zawsze ma też równolegle zwarty bolec, a także jest szczególnym przypadkiem zwiniętego dipola. Robi o wiele więcej niż tylko kondensator szeregowy. Zastanawiam się więc, czy jest jakiś inny rodzaj ” dopasowania gamma „, o którym ludzie mówią?

Ustawiam legalne pętle magnetyczne mocy z dopasowaniem gamma i bez kondensatora. Mam wrażenie, że nasadka bardziej uzależnia dopasowanie od częstotliwości i ogranicza możliwość korzystania z anteny na więcej niż jednym paśmie. Czapka ułatwia precyzyjne dostrojenie.

Użyłem również dopasowania gamma, aby dopasować pionowe słupy do 125 stóp z dobrym efektem, nawet gdy słup był na wysokości niekorzystnej dla zwykłej pionowej anteny.

Te wrażenia są oparte na o dopasowaniu dziesiątek anten różnych typów.

Komentarze

• Cześć Wayne, witamy na ham.stackexchange.com! Swoją drogą, Twój post, choć istotny i interesujący, nie ' nie odpowiada na pytanie. Witryna zawiera pytania i odpowiedzi, w przeciwieństwie do witryn w stylu forum. W każdym razie ' cieszymy się, że ' tu jesteś!