Handbuch 1:1 BalUn 800 Watt für Dipolantennen
Diese Anleitung 1:1 BalUn 800 Watt hilft Ihnen Schritt für Schritt beim Aufbau des Bausatzes.
Wenn eine Dipolantenne mit einem Koaxialkabel vom Transceiver gespeist wird, ist es immer empfehlenswert, einen BalUn zu verwenden.
BalUn bedeutet: Von symmetrisch zu unsymmetrisch.
Damit können wir ein unsymmetrisch gespeistes System (Koaxialkabel) an ein symmetrisches Antennensystem (Dipolantenne) anpassen.
Der 1:1 BalUn 800 Watt ist für die Verwendung mit QRO geeignet.
Der Hauptgrund für die Verwendung eines BalUn ist, dass das Koaxialkabel nicht Teil der Antennenanlage wird und daher mit ihr strahlt.
Das hat alle möglichen unangenehmen Auswirkungen, denken Sie nur an: Interferenzen, EMI, RFI, gestörtes Strahlungsmuster der Antenne, unruhiger Rauschpegel.
Dieser letzte Punkt ist darauf zurückzuführen, dass die Abschirmung des Koaxialkabels nicht nur beim Senden strahlt, sondern auch als Empfangsantenne fungiert.
Es wird ein Ferrit-Toroid verwendet, der Gleichtaktströme verhindert.
Das Hauptmerkmal eines guten BalUn ist die maximale Reduzierung des Gleichtaktstroms und der minimale Verlust des Differenzstroms.
Es gibt viele Informationen im Internet und sogar in der Literatur über den Bau eines BalUn, aber leider auch viele schlechte Designs, die kaum funktionieren.
Dieses Design ist eines, das sich als sehr gut bewährt hat!
Das Gehege
In dieser Anleitung 1:1 BalUn 800 Watt beginnen wir mit dem Anzeichnen und Bohren der Löcher für die Antennenanschlüsse und die Zugschemel.
Der Durchmesser dieses Lochs sollte 16 mm betragen.
Dies ist ein großes Loch und deshalb ist es am einfachsten, es mit einem ‚Blechstufenbohrer‘ zu erstellen.
(Wenn Sie davon noch nie gehört haben, ist Google Ihr Freund, um nachzuschlagen, was Sie brauchen)
TIPP: Setzen Sie das Loch so hoch wie möglich an (gerichteter Deckel). Dadurch wird das spätere Verbinden einfacher. Nachdem ich das 16-mm-Loch gebohrt hatte, setzte ich das Chassisteil in das Loch, um die Position der Befestigungslöcher zu bestimmen.
Ich habe ein Chassisteil gewählt, das ich mit 4 Schrauben befestige, aber 2 Schrauben könnten auch funktionieren.
Diese Löcher können mit einem 3,5 mm Bohrer gebohrt werden.
Wir fahren fort mit dem Anzeichnen und Bohren der Löcher für die Antennenanschlüsse und die Zugschemel.
Besonders bei längeren oder permanenten Antennen ist es ratsam, einen Zugschemel zu verwenden.
Das Loch für die Edelstahlöse wird mit einem 6 mm Bohrer gebohrt und das Loch für die Antennenanschlüsse mit einem 5 mm Bohrer.
Die Stelle, an der die Löcher gebohrt werden, können Sie nach Belieben wählen.
Nachdem alle Löcher gebohrt sind, können Sie alle Teile wie auf dem Bild unten gezeigt montieren.
Der Ferrit-Toroid
Jetzt ist es an der Zeit, mit dem wichtigsten Teil zu beginnen: dem Ringkern!
Für diese Antenne werden wir mit PFTE-geschirmtem, versilbertem Kupferdraht arbeiten, der im Bausatz enthalten ist.
Der Vorteil dieses PTFE-geschirmten Drahtes ist, dass er relativ dünn ist, so dass die Windungen maximalen Kontakt mit dem Ferrit-Ringkern und untereinander haben.
Nun gibt es auch andere Alternativen, aber die haben nicht diesen hervorragenden Isolationswert (600-1000 Volt) und Temperatureigenschaften von bis zu 200 Grad.
Wir beginnen damit, zwei Drähte mit einem Kabelbinder zu sichern.
Das macht es viel einfacher.
Halten Sie bis zum Boden etwa 7 cm Drahtlänge ein, das ist mehr als ausreichend. Wickeln Sie dann die ersten 12 Windungen auf die Hälfte des Ringkerns, wie in der Abbildung unten gezeigt.
Achten Sie darauf, dass die Wicklungen eng aneinander liegen. Wickeln Sie dann 12 Windungen um die zweite Hälfte.
Beachten Sie, dass die Drähte genau wie im Beispiel gewickelt werden.
Ändern Sie nicht die Farben oder Wickelrichtungen.
An der Unterseite des Ringkerns liegen die beiden blauen Drähte nebeneinander und die schwarzen Drähte an der Außenseite.
Oben auf dem Ringkern ist es genau umgekehrt, dort liegen die schwarzen Drähte in der Mitte nebeneinander und die blauen Drähte an der Außenseite.
Wenn das nicht stimmt, beginnen Sie noch einmal, denn dann ist etwas schief gelaufen.
Fertigstellen
HF Kits hat eine Lösung für die Befestigung des Toroids entwickelt.
Von nun an liegt jedem BalUn-Kit eine Montageplatte mit M3-Schrauben bei.
Mit dieser Montageplatte ist es einfach, den Ringkern mit ein paar Kabelbindern zu verbinden.
Befestigen Sie zunächst den Ringkern an der Montageplatte, bevor Sie ihn in das Gehäuse einbauen.
Siehe Abbildung unten. Verbinden Sie die Primärseite des Ringkerns (unten, wo die blauen Drähte nebeneinander liegen) mit dem Koaxialstecker.
Die beiden blauen Drähte am mittleren Kern des Koaxialsteckers und die schwarzen Drähte am Chassisteil mit einem Kabelschuh.
Entfernen Sie die Kunststoffteile vom Kabelschuh, damit eine solide Lötverbindung hergestellt werden kann. Verbinden Sie nun die andere Seite des Transformators mit den Anschlüssen für die Drahtantenne.
Die beiden blauen Drähte an die eine Seite und die beiden schwarzen Drähte an die andere Seite.
Verwenden Sie den mitgelieferten M5-Kabelschuh.
Entfernen Sie auch hier das Plastikteil.
Dazu können Sie die mitgelieferten gezahnten Federscheiben verwenden und diese unter und über den M5 Kabelschuhen anbringen (d.h. diese befinden sich im Inneren des Gehäuses und nicht auf der Außenseite).
Auf diese Weise wird sich die Schraube nicht drehen, wenn die Verbindung zum Antennendraht hergestellt wird.
Legen Sie eine flache Unterlegscheibe auf die Außenseite und bringen Sie dann eine M5-Mutter an. Der Impedanzwandler kann möglicherweise getestet werden, indem Sie einen Widerstand von etwa 50 Ohm (z.B. 47 Ohm) über die beiden Dipolanschlüsse legen.
Auf diese Weise sollte das SWR-Meter ein Stehwellenverhältnis von etwa 1:1,5 oder weniger anzeigen.
Das Testen mit einem Draht von halber Wellenlänge (im Falle eines Dipols mit zwei Viertelwellen) ist natürlich auch eine gute Alternative!
Anwendungen
Es sind viele Antennenvarianten mit einem 1:1 BalUn möglich.
Natürlich sollte die Antenne im Speisepunkt eine Impedanz von etwa 50 Ohm haben.
Es ist einfach, eine Einband-Dipolantenne zu bauen.
Es gibt auch Multiband-Varianten, die Sie entwickeln können.
Dazu schließen Sie mehrere Dipolantennen an denselben Speisepunkt an (Cat’s Whisker).
Es ist auch möglich, sich für Traps oder Spulen zu entscheiden, oder sogar für eine Kombination der zuvor genannten Möglichkeiten.
Einband-Dipol-Antenne
Wenn zwei Drähte von je einer Viertelwellenlänge an den BalUn angeschlossen werden, entsteht eine Einbandantenne von insgesamt einer halben Wellenlänge. Die Wellenlänge und die Antennenlänge finden Sie in der Tabelle unten, können aber auch mit der folgenden Formel berechnet werden:
u λ = --- f
In dieser Formel ist λ die Wellenlänge in Metern, u die Lichtgeschwindigkeit in Metern pro Sekunde und f die Frequenz in Hertz.
Das folgende Beispiel bestimmt die Wellenlänge des 20-Meter-Bandes.
In diesem Fall wird die Frequenz von 14,1 MHz verwendet.
Zunächst werden einige Nullen gegeneinander gestrichen.
u 300.000.000 300 λ = --- = ------------- = ------ = 21.28 mtr f 14.100.000 14.1
Wir haben nun die volle Wellenlänge berechnet.
Um eine Viertelwelle zu erhalten, muss das Ergebnis durch 4 geteilt werden.
Um eine halbe Wellenlänge zu erhalten, muss das Ergebnis durch zwei geteilt werden.
Antennendraht hat immer einen gewissen Verkürzungsfaktor.
Dieser hängt von dem leitenden Material, dem Durchmesser und der Isolierung ab.
Im Allgemeinen liegt der Verkürzungsfaktor bei etwa 95%.
Die Gesamtlänge unserer 20 Meter langen Dipolantenne (Halbwelle) wird also wie folgt berechnet:
u / 2 300.000.000 / 2 150 λ = ------- * 0,95 = ----------------- * 0,95 = ------ * 0,95 = 10,1 mtr f 14.100.000 14.1
Tabelle der Wellenlängen
Band | Frequntie MHz | Golflengte λ | Halve golflengte λ/2 | Kwart golflengte λ/4 |
---|---|---|---|---|
160 meter | 1,81 MHz | 165,75 Meter | 82,87 Meter | 41,44 Meter |
80 meter | 3,6 MHz | 83,33 Meter | 41,66 Meter | 20,83 Meter |
60 meter | 5,35 MHz | 56,07 Meter | 28,04 Meter | 14,02 Meter |
40 meter | 7,1 MHz | 42,25 Meter | 21,13 Meter | 10,56 Meter |
30 meter | 10,1 MHz | 29,70 Meter | 14,85 Meter | 7,43 Meter |
20 meter | 14,15 MHz | 21,20 Meter | 10,60 Meter | 5,30 Meter |
17 meter | 18,1 MHz | 16,57 Meter | 8,29 Meter | 4,14 Meter |
15 meter | 21,2 MHz | 14,15 Meter | 7,08 Meter | 3,54 Meter |
12 meter | 24,95 MHz | 12,02 Meter | 6,01 meter | 3,00 Meter |
10 meter | 28,4 MHz | 10,56 Meter | 5,28 Meter | 2,64 Meter |
Die Antenne wird also in Wirklichkeit etwa 5% kürzer sein.
Mehrband-Dipol-Antennen
Katzenschnurrbart Dipol-Antenne
Es ist auch möglich, mehrere Halbwellen-Dipolantennen mit demselben Speisepunkt der Antenne zu verbinden.
Die Längen werden auf die gleiche Weise gewählt wie bei der obigen Einband-Dipolantenne.
Auf diese Weise kann die Dipolantenne auf mehreren Bändern verwendet werden.
Der Abstand zwischen den beiden Dipolantennen kann recht klein sein, dies hat keine negativen Auswirkungen auf das SWR.
Das Strahlungsdiagramm der Antenne wird leicht beeinträchtigt.
Wenn Sie dies verhindern möchten, machen Sie den Abstand (Winkel) so groß wie möglich.
Es ist auch möglich, einen Teil horizontal und einen Teil als umgekehrtes V zu platzieren, wie in der Abbildung unten gezeigt.
Es ist auch möglich, eine weitere Dipolantenne zu dieser Zweiband-Dipolantenne hinzuzufügen.
Im Internet finden Sie mehrere Beispiele für 4- oder 5-Band-Cat’s-Whisker-Antennen.
Feinabstimmung
Platzieren Sie die komplette Katzenschnurrbart-Dipolantenne mit etwas zusätzlicher Drahtlänge an der gewünschten Stelle.
Beginnen Sie immer damit, den längsten Dipol für die niedrigeren Frequenzen zuzuschneiden.
Denken Sie immer daran: Sie können ihn abschneiden, aber nicht zurückschneiden?
Schneiden Sie also nicht zu begeistert.
Wenn der längste Dipol im Durchschnitt ein akzeptables SWR aufweist, kann damit begonnen werden, den kurzen Dipol anzupassen.
In der Praxis wird die Antenne etwas kürzer sein als ein Einband-Dipol.
Achten Sie immer darauf, dass Sie beide Seiten gleich lang abschneiden, damit die Antenne symmetrisch bleibt.
Dipol mit Spulen
Durch die Verwendung von Spulen in der Dipolantenne geschieht etwas Besonderes.
Da die Spule für die höheren Frequenzen eine hohe Impedanz hat, zählt das letzte Stück Draht (nach den Spulen) nicht für diese höheren Frequenzen.
Die gesamte Antenne einschließlich der Spulen ist nur für die niedrigeren Frequenzen zuständig.
Im Falle der 20- und 40-Meter-Band-Variante funktioniert das 10,1 Meter lange Drahtstück für das 20-Meter-Band.
Die gesamte Antenne ist mechanisch 13 Meter lang, aber für das 40-Meter-Band hat die Antenne einschließlich der Spule eine elektrische Länge von 20 Metern.
Das bedeutet, dass sie für das 40-Meter-Band eine halbe Wellenlänge erzeugt.
Ein Nachteil der Arbeit mit verkürzten Antennen ist die begrenzte Bandbreite auf den niedrigen Frequenzbändern.
Beispiele
80/40/(15) Mehrband-Dipolantenne
Eine 100 uH-Spule wird mit einem 19 mm PVC-Rohr hergestellt.
Machen Sie mit 0,5 mm (0,2 mm2) Wickeldraht 150 Windungen dicht an dicht.
Die Spulen
Versuchen Sie, die Spule so eng wie möglich zu wickeln, so dass zwischen den Windungen kein Platz mehr ist.
Fixieren Sie das Ganze dann mit etwas Klebeband.
Bohren Sie anschließend zwei kleine Löcher, direkt neben der Spule, in die Sie die Drahtenden stecken können.
Im nächsten Schritt bohren Sie zwei weitere Löcher, wie auf dem Foto oben zu sehen.
Durch diese Löcher wird der Draht geführt, der als Zugentlastung dienen wird.
Schließen Sie diesen Schritt ab, indem Sie einen Knoten in den Draht machen und ihn festziehen.
Der überschüssige Draht kann vom Wickeldraht und dem Antennendraht abgeschnitten werden.
Lassen Sie gerade so viel übrig, dass genügend Material zum Löten vorhanden ist.
Stellen Sie sicher, dass der Wickeldraht vollständig von der Lackschicht befreit ist.
Das können Sie ganz einfach mit einem scharfen Messer oder etwas Sandpapier machen.
Löten Sie nun den Draht an die Spule und stecken Sie diese in das Rohr. Bringen Sie nun den Schrumpfschlauch an und erwärmen Sie ihn gleichmäßig, bis der Schrumpfschlauch gut sitzt.
Feinabstimmung
Platzieren Sie die komplette Dipolantenne mit etwas zusätzlicher Drahtlänge an der gewünschten Stelle.
Der erste Schritt besteht dann darin, den Draht für die höheren Frequenzen anzupassen.
Dies sind die Drähte, die direkt mit dem BalUn verbunden sind.
Denken Sie immer daran: Sie können sie abschneiden, aber nicht zurückschneiden?
Schneiden Sie also nicht zu aufgeregt.
Wenn das obere Band ein durchschnittliches, akzeptables SWR aufweist, kann damit begonnen werden, die Drahtstücke nach den Spulen zuzuschneiden.
Achten Sie immer darauf, dass Sie auf beiden Seiten die gleiche Länge abschneiden, damit die Antenne symmetrisch bleibt.
Mehr Infos
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