Ein Gamma-Match dient Ein dreifacher Zweck:

1. Als Draht mit kleinem Durchmesser parallel und in unmittelbarer Nähe zum Hauptstrahlungselement führt er nur einen Bruchteil des Hauptelementstroms, während er der gleichen elektrischen Feldstärke ausgesetzt ist Dies macht es in zu einem effektiven Aufwärtstransformator der Antenneneingangsimpedanz .
2. Es bildet sich auch zusammen mit dem Hauptstrahlungselement einen geschlossenen Drahtstummel , der der Antenneneingangsimpedanz eine Induktivität hinzufügt. Wenn dies für die Anpassung nicht erforderlich ist Die zusätzliche Induktivität kann mit einem konzentrierten Kondensator in Reihe aufgehoben werden.
3. Nicht in Ihrer Abbildung, sondern in der Abbildung unten dargestellt: Der Mantel der koaxialen Zuleitung ist mit der Mitte der Hauptstrahlung verbunden Element. Wenn richtig Verbunden dient eine Gamma-Übereinstimmung auch als symmetrischer zu unsymmetrischer Konverter oder balun .

Alle diese Funktionen sind sehr wünschenswert, um die unsymmetrische charakteristische Impedanz der koaxialen Zuleitung an die viel niedrigere symmetrische Impedanz einer Yagi-Antenne anzupassen.

Kapazität ist eindeutig der Schlüssel

Kapazität ist nur ein Teil davon. Die Gamma-Übereinstimmung in Ihrer Frage besteht aus drei Dingen:

1. Eine Art gefalteter Dipol, der eine Impedanzerhöhung durchführt.
2. Ein parallel kurzgeschlossener Übertragungsleitungsstummel, der die Shunt-Induktivität hinzufügt / li>
3. Eine Serienkapazität

Ein Ersatzschaltbild ist:

^{simuliert diese Schaltung – Schema erstellt mit CircuitLab}

Nehmen wir also an, wir haben eine Antenne mit einer Feedpoint-Impedanz von $ (15 + j0) \ Omega $. Auf einer Smith-Diagramm , wir haben Folgendes:

Unser Ziel ist es, Bewegen Sie diesen Punkt in die Mitte des Kreises. Wie erreicht eine Gamma-Übereinstimmung dies?

Art eines gefalteten Dipols

Der erste Punkt ist wahrscheinlich am schwersten zu verstehen Bei einem gefalteten Dipol beträgt die Impedanz das Vierfache der eines Ordinars y Dipol, weil der Antennenstrom in beiden Schenkeln des Dipols fließt, aber nur die Hälfte davon in dem Schenkel, in dem sich der Einspeisepunkt befindet. Da sich der Strom halbiert, während der Strahlungswiderstand im Wesentlichen unverändert bleibt, wird die Impedanz vervierfacht.

Betrachten Sie nun die Gamma-Übereinstimmung: Der gleiche Zustand liegt vor. Ein Teil des Stroms fließt durch das Hauptantennenelement und ein Teil durch den Gammastab, und dies liefert die gleiche Art von Impedanzerhöhung. Wenn Sie den Kurzschlussgurt bis zum Ende der Antenne bewegen, handelt es sich genau um einen gefalteten Dipol.

In der Regel ist die Gamma-Übereinstimmung so konstruiert, dass sie sogar mehr als 4: 1 ergibt Impedanzerhöhung. Indem der Gammastab kleiner als das Hauptelement gemacht wird, nimmt der Gammastab einen noch geringeren Anteil am Gesamtstrom ein. Noch weniger Strom bedeutet eine Transformation mit höherer Impedanz.

In Bezug auf die Ersatzschaltbild, die Größe des Gammastabs beeinflusst, wo der von L1 und L2 gebildete Spartransformator abgegriffen wird. Hier ist der Effekt auf das Smith-Diagramm:

eine parallel kurzgeschlossene Übertragungsleitung

Der parallel zum Antennenelement verlaufende Gammastab führt eine Doppelleitungsübertragung durch Linie . Es ist kurzgeschlossener Stich und weniger als $ \ lambda / 4 $ lang, sieht also wie ein Induktor aus. Die Position des Kurzschlussbalkens bestimmt die Induktivität. der Wert von L1 + L2 im obigen Ersatzschaltbild.

Wenn der Kurzschlussbalken bis zum Ende der Antenne bewegt wird, ist die Suszeptanz ist Null und hat keinen Einfluss auf die Impedanz des Speisepunkts. Wenn der Kurzschlussstummel näher an den Speisepunkt herangeführt wird, wird die Suszeptanz größer, als würden L1 + L2 kleinere Induktoren.

Mit hinzugefügter paralleler Induktivität sieht unser Smith-Diagramm folgendermaßen aus:

a Serienkapazität

Der Kondensator wird durch das Aluminiumrohr gebildet, in dem sich der Gammastab befindet, der durch Kunststoff isoliert ist. Dies ist eine optionale Funktion der Gamma-Übereinstimmung, die nicht immer vorhanden ist oder genau auf diese Weise konfiguriert wurde. Damit können wir jedoch Folgendes tun:

Mission erfüllt.

Wie konfiguriert, bilden C1 und L1 + L2 ein Step-Down-L-Netzwerk. Es ist auch möglich, die Antenne zu trimmen etwas kurz, in diesem Fall wird eine gewisse Kapazität bereitgestellt, jedoch auf der anderen Seite der Induktivität. In diesem Fall erhalten Sie ein Step-up-L-Netzwerk.

Da die Antenne auch so eingestellt werden kann, dass sie genau resonant ist (eine rein resistive Speisepunktimpedanz aufweist), müssen Sie technisch keine Induktivität oder hinzufügen Kapazität: Nur die Transformation vom ersten Punkt ist ausreichend und Sie könnten einen gewöhnlichen gefalteten Dipol haben. Dies wird jedoch in der Praxis häufig nicht durchgeführt, da die Einstellung der Impedanztransformation eine Änderung des Durchmessers entweder des Gammastabs oder des Antennenelements erfordert. Das ist schwierig.

Es ist auch so, dass die Gamma-Übereinstimmung etwas wie ein Balun funktioniert. Wenn sie die Impedanz erhöht, die vom Koaxialkabel aus gesehen wird, verringert sie durch Reziprozität auch die Impedanz, die nach innen schaut die andere Richtung zurück in den Differentialmodus des Koax. Der Gleichtakt wird in Ruhe gelassen, hat aber jetzt eine relativ höhere Impedanz. Daher ist es möglicherweise wünschenswerter, zu viel zu erhöhen und dann mit dem L-Netzwerk herunterzufahren. Trotzdem für eine Antenne mit hoher Richtwirkung einige zusätzliche co Möglicherweise ist eine Unterdrückung im mmon-Modus erforderlich: In Kombination mit der Gamma-Übereinstimmung kann dies sogar noch effektiver sein. G8HQP bietet eine vollständigere Erklärung mit allen Berechnungen, wenn Sie mehr Details wünschen.

Kommentare

• was für eine großartige Erklärung, oh schau es ‚ s von meinem Freund phil frost … was weißt du 🙂

Die Gamma-Übereinstimmung ist problematisch. Es erlaubt sicherlich eine perfekte Impedanzanpassung mit zwei Freiheitsgraden, aber der Balun-Effekt ist fraglich. Der Schirm des Koaxialkabels ist mit der Mitte eines Halbwellenelements verbunden. Das heißt, es ist an zwei offene Viertelwellenleiter angeschlossen. Im freien Raum hätten sie an den Enden eine sehr hohe Impedanz und folglich wäre die Impedanz in der Mitte sehr niedrig. Dies bedeutet, dass die Spannung auf dem Koaxialbildschirm sehr niedrig wäre, so dass nicht viel Signal auf den Bildschirm des Koaxialkabels gesendet würde (oder dass nicht viel qrm aufgenommen würde, wenn das Koaxialkabel an seiner Außenseite Störungen aufweist.)

Ein Halbwellendipol, bei dem zwei Viertelwellenstäbe gegenphasig gespeist werden, ist ein guter Strahler mit Z = Freiraumimpedanz (300 Ohm) geteilt durch etwa 6. Wenn man sie jedoch in Phase speist, hebt sich die Strahlung von beiden Seiten auf und die Impedanz in der Mitte geht gegen Null, während die Impedanz an den Enden sehr hoch wird. Der Mittelpunkt wird zu einem guten Ausgangspunkt.

Im wirklichen Leben ist das anders. Praktische Erfahrung: Ein Freund von mir hatte ein EME-Array mit mehreren langen Yagis auf 144 MHz. Sie alle hatten ein Gamma-Match, das vom Auslegerrohr isoliert war. Es gab jedoch ein Leistungsproblem. Ein einfacher Test: Nehmen Sie eine Antenne und richten Sie sie mit dem Reflektor weit über dem Boden direkt in den Himmel. Setzen Sie ein Feldstärkemessgerät auf den letzten Direktor und sehen Sie sich den Messwert an, während Sie die Hand entlang des Koax bewegen. Es wurden große Schwankungen beobachtet, was bedeutet, dass ein erheblicher Strom auf dem Koaxialschirm fließt. Fügen Sie einen Ärmelbalun hinzu. Das macht den Strom auf dem Bildschirm vernachlässigbar. Das ist lange her, aber wie ich mich erinnern kann, wurde die Leistung um mehr als 1 dB verbessert (das ist viel bei EME). Die Erklärung ist, dass der physikalische Mittelpunkt nicht der elektrische Mittelpunkt ist. Wenn Sie einen Dipol aus zwei Stäben mit unterschiedlichem Durchmesser herstellen und diese in Phasenstrahlung einspeisen würden, würde sich die Strahlung nicht aufheben und folglich wäre die Impedanz am Mittelpunkt nicht sehr niedrig. Es wäre notwendig, die dickere Seite kürzer zu machen. Die Gamma-Übereinstimmung zerstört die Symmetrie des Strahlers, so dass in der Mitte eine erhebliche HF-Spannung anliegt. Dies führt zu einem gewissen Stromausfall und möglicherweise noch wichtiger zum Aufnehmen von leitungsgebundenen Störungen.

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• Ich habe ‚ Befolgen Sie nicht Ihre Logik zum Anbringen des Bildschirms an der Mitte eines Halbwellenelements. Warum sollten Sie den Bildschirm nicht ‚ an der Mitte des Dipols anbringen? Dieser Punkt ist genau wie der Bildschirm geerdet.
• Natürlich muss der Bildschirm mit der Mitte des (nahen) Halbwellenelements verbunden sein, das wir mit einem Gamma-Match füttern. Das Problem ist, dass der Mittelpunkt in einem langen Yagi nicht ganz gemahlen ist. Das ist eine experimentelle Tatsache und keine theoretische Spekulation. Vermutlich liegt der Grund in der Assymetrie der Struktur.Durch Platzieren einer Stromdrossel (Balun) am Kabel können Ströme auf dem Bildschirm verhindert werden. (Alternativ könnte man den Bildschirm mit dem Nullspannungspunkt des Elements verbinden, der etwas außermittig ist.
• Ich ‚ sage keine Gamma-Übereinstimmung ist allein ein großartiger Balun – bestenfalls macht es die Gleichtaktimpedanz nur 10x oder so, wie es sonst wäre. Also stimme ich Ihrer Beobachtung zu, aber ich ‚ bin hübsch skeptisch gegenüber Ihrer Erklärung.
• Sie können mit NEC2 leicht simulieren. Entwerfen Sie ein typisches 3-Element-Yagi (um die Strahlerimpedanz so niedrig wie bei einem Yagi üblich zu machen). Fügen Sie dann die Gamma-Übereinstimmung hinzu, die dem obigen Foto ähnelt Schließen Sie mit einem Draht an den Elementmittelpunkt und legen Sie dort eine Strom- oder Spannungsquelle an. Fügen Sie dann eine Viertelwelle hinzu, die senkrecht zum Dipol und zur Achse des Yagi ist. Sehen Sie sich den Strom an, den die Simulation auf dieser Viertelwelle liefert Sie können den Draht bewegen, bis Sie den Punkt gefunden haben, an dem der Strom auf dem Draht Null ist. Alternativ können Sie die Gamma-Übereinstimmung auch außerhalb der Mitte verschieben.
• OK, ich glaube, ich bin unter Steh auf, worauf du hinaus willst. Ich ‚ würde vorschlagen, im ersten Absatz klarer zu machen, dass Sie beschreiben, was theoretisch passieren sollte – das hat mich für eine Schleife geworfen.

Beachten Sie, dass die Impedanz eines Antennenelements, das nahe an der Resonanz liegt, entlang seiner Länge von nahe Null am Ausleger bis nahe unendlich variiert An der Spitze. Durch Bewegen des Abgriffs können Sie eine beliebige Impedanz auswählen.

Der Abgriff hat eine Induktivität, und mit dem Serienkondensator können Sie diese Induktivität neutralisieren.

Kurz gesagt, eine Gamma-Übereinstimmung hat zwei Anpassungen; die Position des Abgriffs auf dem angetriebenen Element (die die Impedanz variiert) und der variable Kondensator in Reihe mit der Induktivität des Abgriffs (der die Reaktanz abschaltet). Mit diesen beiden Einstellungen können Sie jede Antenne anpassen, die in der Nähe der Resonanz zu jeder gewünschten Zuleitungsimpedanz liegt. Deshalb LIEBE ich Gamma-Übereinstimmungen!

(Ich habe nur eine Antenne gesehen, die keinen Kondensator hatte und es würde nur mit einer Frequenz übereinstimmen. Die falsche Frequenz, wie sich herausstellt.)

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• Das Verschieben des Kurzschlussbalkens funktioniert jedoch nicht div id = „6252ac896f“>

Eine Variation der Gamma-Übereinstimmung ist eine Kopplungsschleifenantenne, die sich gegenseitig an das Zentrum eines Dipols koppelt. Eine kleine Single-Turn-Schleifenantenne wird gebildet und als sehr induktive Schleife wird ein Reihenkondensator zwischen die Zuleitung und den Induktor eingefügt, der bei einer niedrigen Impedanz resonant wird. (Serienresonanztank) Wenn dieser mit einem festen Dipolelement gekoppelt ist, das ebenfalls eine niedrige Mittenimpedanz aufweist, wird ein Transformatorverhältnis von nahezu 1: 1 effizient von der Rahmenantenne in das Dipolelement eingekoppelt. Diese Belastung erhöht den R-Wert der Resonanzschleife auf die Zuleitungsimpedanz. Eine Gamma-Übereinstimmung weist eine gewisse Qualität des Serienresonanztankkreises auf, der mit einem angetriebenen Element gekoppelt ist.In einigen Designs tippt die Übereinstimmung nicht auf das Element in einem Abstand von der Mitte, sondern ist eine Schleife, die nur am Mittelpunkt des Elements verbunden ist. Bei dieser Konstruktion gibt es nur eine gegenseitige Kopplung, da keine direkte elektrische Verbindung besteht.

Für ein Element mit kontinuierlichem Leiterantrieb Wie in dem Artikel ist die Gamma-Anpassung im Grunde ein variabler Kondensator, der verwendet wird, um jegliche Induktivität aus der (unsymmetrischen) Speisung der Antenne auszuschalten.

Wie im Artikel angegeben, ist die Mitte des angetriebenen Elements ein Nullspannungspunkt. Daher ist es in Ordnung, den Ausleger dort zu erden und die Geflechtsseite des Koaxialkabels dort zu speisen (denken Sie daran, dass HF Wechselstrom ist, nicht Wechselstrom DC). Wenn Sie die andere Seite des Koaxialkabels weiter außen am Element anbringen, entsteht natürlich ein Impedanzproblem, aber dafür ist die Übereinstimmung gedacht.

Der Hauptnachteil des Gamma-Matches besteht darin, dass es dort am Ausleger des Yagi in der Luft liegt und daher unpraktisch einzustellen ist. Sie werden es nur wollen Verwenden Sie ein solches Anpassungssystem, bei dem die SWR-Bandbreite der resultierenden Antenne für Ihre Zwecke groß genug ist. Sie müssen sich also nicht mehr damit herumschlagen, wenn die Antenne anfänglich eingestellt ist.

Sie können die Gamma-Übereinstimmung durch einen variablen Kondensator des entsprechenden Bereichs ersetzen. Dies ist bei anderen Antennentypen üblich (z. Schleifen), bei denen die Bandbreite schmal ist und Sie sie während der Abstimmung anpassen müssen.

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• Die Gamma-Übereinstimmung soll mit der Feedline übereinstimmen Dies unterscheidet sich erheblich von der Abstimmung der Antenne auf Resonanz, wie es der in der Schleife übliche variable Kondensator tut. Siehe beispielsweise das Bild in Wie man eine Rahmenantenne herstellt für HF? , das eine Gamma-Übereinstimmung (auf der Zuleitungsseite) und einen variablen Kondensator (gegenüber der Zuleitung) aufweist.
• Um klar zu sein, gibt es sicherlich Möglichkeiten, eine Übereinstimmung mit einer Variablen durchzuführen Kondensator, aber die häufigste Verwendung eines variablen Kondensators in einer Schleife ist wahrscheinlich nicht das , daher denke ich, dass der Wortlaut mehrdeutig oder irreführend ist.
• Lesen Sie dies einige Monate später, ich sind seitdem acros gekommen s einige andere Leute ( wie W8JI ), die über eine “ Gamma-Übereinstimmung “ als wäre es ‚ nur ein Reihenkondensator. Die Gamma-Übereinstimmung, von der ich weiß, dass sie möglicherweise einen Reihenkondensator hat, aber immer einen parallelen Kurzschluss hat und auch ein Sonderfall eines gefalteten Dipols ist. Es ist viel mehr als nur ein Reihenkondensator. Ich frage mich also, ob es eine andere Art von “ Gamma-Match “ gibt, über die die Leute sprechen?

Ich mache gesetzliche Grenzleistungs-Magnetschleifen mit einer Gamma-Übereinstimmung und ohne Kondensator. Ich habe den Eindruck, dass die Kappe die Übereinstimmung frequenzabhängiger macht und die Möglichkeit einschränkt, die Antenne auf mehr als einem Band zu verwenden. Die Kappe erleichtert die Feinabstimmung.

Ich habe das Gamma-Match auch verwendet, um vertikale Pole bis zu 125 Fuß mit gutem Effekt anzupassen, selbst wenn der Pol eine Höhe hatte, die der üblichen vertikalen Antenne abträglich war.

Diese Eindrücke basieren Nach dem Abgleich von Dutzenden von Antennen verschiedener Typen.

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• Hallo Wayne, und willkommen bei ham.stackexchange.com! Übrigens, Ihr Beitrag ist zwar relevant und interessant, ‚ beantwortet die Frage jedoch nicht. Im Gegensatz zu Websites im Forum-Stil dreht sich auf der Website alles um Fragen und Antworten. Wie auch immer, wir ‚ freuen uns, dass Sie ‚ hier sind!