Manuell 1:2 BalUn 600 Watt für Delta-Loop & Quad-Loop Antennen
Diese Anleitung hilft Ihnen, das 1:2 BalUn 600 Watt DIY Kit Schritt für Schritt aufzubauen. Wenn eine Delta-Loop- oder Quad-Loop-Antenne mit einem Koaxialkabel vom Transceiver gespeist wird, ist es notwendig, einen 1:2 BalUn zu verwenden. BalUn bedeutet: Balanced to Unbalanced. Damit können wir ein unsymmetrisches System (Koaxialkabel) an ein symmetrisches Antennensystem (Delta-Loop- oder Quad-Loop-Antenne) anpassen. Die charakteristische Impedanz einer Delta-Loop- oder Quad-Loop-Antenne beträgt etwa 100 Ohm. Der Transceiver hat eine Impedanz von 50 Ohm, also muss auch eine Impedanztransformation vorgenommen werden.
Dieser 1:2 BalUn verwendet einen symmetrischen 1:2 Impedanztransformator. Der 1:2 BalUn 600 Watt ist für die Verwendung mit QROs geeignet. Der wichtigste Grund für die Verwendung eines guten BalUn ist, dass das Koaxialkabel nicht Teil des Antennensystems wird und somit auch abstrahlt. 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 strahlt, wenn Sie senden, sondern auch als Empfangsantenne fungiert.
Es werden zwei FT240-43 Ferrit-Ringkerne verwendet, einer für den BalUn und einer für den Impedanztransformator. Das Hauptmerkmal eines guten BalUn ist die maximale Reduzierung des Gleichtaktstroms und der minimale Verlust des Differenzstroms. Es gibt im Internet und sogar in der Literatur viele Informationen 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 Schritt-für-Schritt-Anleitung für den 1:2 BalUn 600 Watts beginnen wir mit dem Zeichnen und Bohren des Lochs für den Koax-Anschluss. Der Durchmesser dieses Lochs sollte 16 mm betragen. Dies ist ein großes Loch und daher 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: Platzieren Sie das Loch so hoch wie möglich (Richtungsdeckel). Dadurch wird das Anschließen später einfacher. (Die Mitte des Lochs ist 1,5 cm vom Rand entfernt)
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 Sie alle Löcher gebohrt haben, können Sie alle Teile wie in der Abbildung unten gezeigt montieren. Verwenden Sie für die Antennenanschlüsse oberhalb und unterhalb des M5-Kabelschuhs die mitgelieferten gezackten Federscheiben (diese befinden sich beide im Inneren des Gehäuses und nicht auf der Außenseite), dann dreht sich der Bolzen beim Anschluss eines Antennendrahtes nicht mit. Setzen Sie einen flachen Verschlussring auf die Außenseite und dann eine M5-Mutter.
Da für diesen 1:2 BalUn zwei Ringkerne verwendet werden, muss die Montageplatte erhöht werden. Setzen Sie die M3-Abstandshalter wie in der Abbildung unten gezeigt ein. Um die Abstandshalter herum befinden sich zusätzliche Muttern, da sie sonst das Gehäuse beschädigen können.
Der BalUn
Jetzt ist es an der Zeit, mit der eigentlichen Arbeit zu beginnen, den Ringkernen für den BalUn und den symmetrischen Impedanztransformator. Bei diesem Bausatz haben wir uns für Draht mit PTFE-Abschirmung für den BalUn und 1,5 mm Kupferdraht für den Impedanztransformator entschieden. Zuerst der BalUn:
Wir beginnen damit, zwei Drähte mit einem Kabelbinder zu sichern. Das macht es viel einfacher. Halten Sie nach unten hin 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 dicht beieinander 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.
Der symmetrische Impedanztransformator
Nach dem Umwickeln des BalUn ist es nun Zeit für den Impedanztransformator.
Beginnen Sie mit dem Wickeln von fünf Windungen (gelb in der Abbildung oben) und verteilen Sie die Windungen gleichmäßig über den Kern. Markieren Sie mit einem Marker, um eine gleichmäßige Aufteilung zu erreichen.
Wickeln Sie nun weitere fünf Windungen (rot) parallel zu den ersten fünf mit demselben Draht. Schneiden Sie beide Drähte ab. (Länge etwa 1,5 cm) Kratzen Sie nun die Enden des Wicklungsdrahtes mit einem scharfen Messer oder Schleifpapier blank. Das muss richtig gemacht werden, sonst wird das Löten schwierig.
Machen Sie nun zwei weitere Stücke Wickeldraht von etwa 25 cm Länge. Verspannen oder schleifen Sie die Enden dieser Stücke ebenfalls. Verbinden Sie das Ende des Drahtstücks mit dem überstehenden Draht der zuvor gewickelten Wicklung. Wickeln Sie dann zwei weitere Windungen, wie auf den Bildern unten gezeigt.
TIPP: Für eine schöne flache SWR-Kurve über das gesamte Frequenzspektrum ist es wichtig, dass die drei Wicklungen eng aneinander liegen. Verwenden Sie alle drei Windungen kleine Kabelbinder, um sie fest zusammenzuziehen. Auf dem Bild des Endergebnisses können Sie diese Kabelbinder sehen.
Fertigstellen
HF Kits hat eine Lösung für die Befestigung der Ringbandkerne entwickelt. Mit der HF Kits Montageplatte ist es einfach, die Ringkerne mit einer Reihe von Kabelbindern zu befestigen. Befestigen Sie die Ringkerne zunächst auf der Platte, bevor Sie sie im Gehäuse montieren.
Legen Sie zunächst den 1:1 BalUn wie auf dem Foto unten links gezeigt aus. (Die blauen Drähte liegen unten auf dem Bild gegeneinander und die braunen Drähte außen) Legen Sie dann die HF Kits Montageplatte darauf und dann den 1:2 Symmetrischen Impedanztransformator, wie auf dem Bild unten gezeigt. Verbinden Sie nun die beiden Kerne mit 4 Kabelbindern.
Löten Sie nun den BalUn und den Impedanztransformator zusammen, wie auf dem Bild unten gezeigt. Schneiden Sie die Drähte so kurz wie möglich, aber so, dass sie noch zusammengelötet werden können.
Verbinden Sie dann die Primärseite des BalUn (Unterseite, wo die blauen Kabel nebeneinander liegen) mit dem Koaxialstecker. Die beiden blauen Drähte am mittleren Kern des Koaxialsteckers und die schwarzen Drähte am Chassisteil mit einem Kabelschuh. Schneiden Sie zunächst die blauen Drähte zu, wie in der Abbildung unten gezeigt.
Entfernen Sie die Kunststoffteile von den drei Kabelschuhen, damit Sie später eine Lötverbindung herstellen können. Schieben Sie die Adern vorsichtig in das Gehäuse. Führen Sie die blauen Drähte zum Koaxialanschluss. Schrauben Sie die Montageplatte an. Löten Sie die blauen Drähte an den Koaxialanschluss. Löten Sie nun die schwarzen Drähte mit dem M3-Kabelschuh an die Koax-Gehäusebuchse. Die Primärseite ist nun angeschlossen. Verbinden Sie nun die 100-Ohm-Seite des Impedanztransformators mit den Antennenbuchsen. Verwenden Sie den mitgelieferten M5-Kabelschuh. Entfernen Sie auch hier das Plastikteil.
Wenn alles nach Plan läuft, wird das Ganze wie auf dem Bild oben aussehen. Testen Sie den 1:2-BalUn, indem Sie einen 100-Ohm-Widerstand über die beiden Antennenanschlüsse legen. Passen Sie auf! Verwenden Sie bei diesem Test induktionsfreie Widerstände und halten Sie die Drähte so kurz wie möglich. Auf diese Weise sollte das SWR-Meter ein Stehwellenverhältnis von etwa 1:1,5 oder weniger anzeigen. Seien Sie nicht beunruhigt, wenn bei 28 MHz das SWR gegen 1:2 geht. Dies ist wahrscheinlich auf die Induktion des Widerstands und der Drähte zurückzuführen. In der Praxis liegt das SWR über den gesamten Bereich unter 1:1,3. Ein Test mit mehr als einer ganzen Wellenlänge Draht (Faktor 1,06) in Form eines Dreiecks (Delta-Loop) oder eines Quadrats (Quad-Loop) ist natürlich auch möglich!
Anwendungen
Mit einem 1:2 BalUn können Sie sich eine Reihe von Antennenvarianten vorstellen. Natürlich muss die Antenne am Speisepunkt eine Impedanz von etwa 100 Ohm haben. Es ist einfach, eine Delta-Loop- oder Quad-Loop-Antenne zu erstellen. Dies ist eine geschlossene Antenne mit einer Drahtlänge von mehr als einer Wellenlänge für die verwendete Frequenz. Die Form ist ein Dreieck oder ein Quadrat. Der Abstrahlwinkel wird bestimmt, indem Sie die Position des Speisepunkts und der Antennenebene in eine andere Richtung ändern.
Die Delta-Loop- oder Quad-Loop-Antenne wird im Vergleich zu anderen Antennen nicht so häufig verwendet. Diese Antennen haben jedoch viele Vorteile. Zum Beispiel ist die Antenne symmetrisch und geschlossen, so dass das empfangene Signal im Vergleich zu asymmetrischen oder offenen Antennen in vielen Fällen leiser sein wird. Da die Antenne in einem Dreieck oder Quadrat montiert ist, wird in vielen Fällen weniger Platz benötigt. Durch die Verwendung eines guten BalUn werden Gleichtaktströme verhindert, wodurch auch Störungen aus Ihrer direkten Umgebung reduziert werden. Aufgrund der symmetrischen Eigenschaften dieser Antenne ist keine Erdung oder Erdkapazität erforderlich.
Delta-Loop-Antenne
Bilden Sie ein Dreieck von mehr als einer ganzen Wellenlänge (siehe Tabelle), verwenden Sie den 1:2 BalUn als Speisepunkt, um die Impedanz der Antenne anzupassen und Gleichtaktströme zu vermeiden. Im Folgenden werden vier häufig verwendete Aufstellungen gezeigt. Jede Anordnung hat ihre eigenen Merkmale.
1. Die Delta-Rahmenantenne wird von unten gespeist. Diese Art der Speisung ist in vielen Fällen die einfachste in Bezug auf die Konstruktion. Die Antenne strahlt hauptsächlich zwischen einem Winkel von 45 Grad und gerade nach oben ab. Diese Antenne ist also nicht als DX-Antenne geeignet, sondern wird vor allem lokal gut funktionieren. Wenn Sie eine DX-Antenne suchen, sollten Sie sich für Option 3 entscheiden.
2. Die unten gezeigte Delta-Loop-Antenne wird an der Spitze gespeist. Diese Art der Speisung ist in vielen Fällen bautechnisch nicht einfach und unterscheidet sich in Bezug auf das Strahlungsdiagramm nicht von der obigen Antenne.
3. The Delta loop antenna below is fed a quarter wavelength from the top. This way of feeding is in many cases quite feasible in terms of construction and has many advantages for DX. The Antenna mainly radiates with an angle of radiation of about 20 degrees and not straight up at all. So this antenna is very suitable as a DX antenna, but will not perform well locally. If you are looking for a DX antenna go for this option.
4. The Delta loop antenna below is powered at the corner of the underside. This way of feeding is in many cases very simple in terms of construction. The Antenna radiates in the vertical plane both with a reasonably low beam angle and upwards. You’d say this is a nice all-round antenna. Unfortunately, there is also a disadvantage to this principle. The currents in the antenna do not run symmetrically so that the horizontal plane shows a large dip in the radiation pattern.
Die Länge des Antennendrahts für alle Varianten können Sie leicht in der Tabelle unten nachschlagen, aber auch mit der folgenden Formel berechnen. Halten Sie den Draht immer länger, da die genaue Länge von den örtlichen Gegebenheiten abhängt.
300
Omtrek = -------- * 1,021
f (MHz)Delta Schleifenantenne Tabelle
| Band | Frequntie MHz | Golflengte λ | Omtrek Delta-loop | Lengte van één zijde | Afstand voedingspunt vanaf de top |
|---|---|---|---|---|---|
| 160 meter | 1,81 MHz | 165,75 Meter | 169,2 Meter | 56,4 Meter | 42,3 Meter |
| 80 meter | 3,6 MHz | 83,33 Meter | 85,1 Meter | 28,4 Meter | 21,3 Meter |
| 60 meter | 5,35 MHz | 56,07 Meter | 57,3 Meter | 19,1 Meter | 14,3 Meter |
| 40 meter | 7,1 MHz | 42,25 Meter | 43,1 Meter | 14,4 Meter | 10,8 Meter |
| 30 meter | 10,1 MHz | 29,70 Meter | 30,1 Meter | 10,1 Meter | 7,6 Meter |
| 20 meter | 14,15 MHz | 21,20 Meter | 21,6 Meter | 7,2 Meter | 5,4 Meter |
| 17 meter | 18,1 MHz | 16,57 Meter | 16,9 Meter | 5,6 Meter | 4,2 Meter |
| 15 meter | 21,2 MHz | 14,15 Meter | 14,4 Meter | 4,8 Meter | 3,6 Meter |
| 12 meter | 24,95 MHz | 12,02 Meter | 12,3 meter | 4,1 Meter | 3,075 Meter |
| 10 meter | 28,4 MHz | 10,56 Meter | 10,8 Meter | 3,6 Meter | 2,7 Meter |
Vierfach-Rahmenantenne
Wenn ein Quadrat aus mehr als einer ganzen Wellenlänge zusammengesetzt ist, kann eine Quad-Loop-Antenne mit einem BalUn von 1:2 gebaut werden. Wenn die Quad-Loop-Antenne wie in der Abbildung unten gezeigt horizontal aufgestellt wird, strahlt die Antenne hauptsächlich nach oben ab. In dieser Anordnung ist sie nicht als DX-Antenne geeignet. Es ist schön, wenn Sie zum Beispiel lokal auf 80 Metern arbeiten können.
Die Länge des Antennendrahtes kann leicht in der Tabelle unten nachgeschlagen werden, aber auch mit der folgenden Formel berechnet werden. Halten Sie den Draht immer länger, da die genaue Länge von den örtlichen Gegebenheiten abhängt.
300
Omtrek = -------- * 1,021
f (MHz)Vierfachschleifen-Antennentisch
Nehmen Sie immer mindestens einen halben Meter mehr Antennenlitze als in der Tabelle angegeben. Das ist notwendig, um die kleinen Schleifen an den Ecken und an der BalUn machen zu können.
| Band | Frequntie MHz | Golflengte λ | Omtrek Quad-loop | Lengte van één zijde |
|---|---|---|---|---|
| 160 meter | 1,81 MHz | 165,75 Meter | 169,2 Meter | 42,3 Meter |
| 80 meter | 3,6 MHz | 83,33 Meter | 85,1 Meter | 21,3 Meter |
| 60 meter | 5,35 MHz | 56,07 Meter | 57,3 Meter | 14,3 Meter |
| 40 meter | 7,1 MHz | 42,25 Meter | 43,1 Meter | 10,8 Meter |
| 30 meter | 10,1 MHz | 29,70 Meter | 30,1 Meter | 7,6 Meter |
| 20 meter | 14,15 MHz | 21,20 Meter | 21,6 Meter | 5,4 Meter |
| 17 meter | 18,1 MHz | 16,57 Meter | 16,9 Meter | 4,2 Meter |
| 15 meter | 21,2 MHz | 14,15 Meter | 14,4 Meter | 3,6 Meter |
| 12 meter | 24,95 MHz | 12,02 Meter | 12,3 meter | 3,075 Meter |
| 10 meter | 28,4 MHz | 10,56 Meter | 10,8 Meter | 2,7 Meter |
Feinabstimmung
Platzieren Sie die komplette Delta- oder Quad-Loop-Antenne mit etwas zusätzlicher Drahtlänge an der gewünschten Stelle. Stellen Sie die Antenne mit einem Antennenanalysator oder SWR-Meter auf die richtige Länge ein. Denken Sie immer daran: Sie können schneiden, aber Sie können nicht einfach hinzufügen. Schneiden Sie also nicht zu aufgeregt. Achten Sie immer darauf, dass Sie beide Seiten gleichmäßig abschneiden, damit die Antenne symmetrisch bleibt.
Mehr Infos
Der BalUn und Impedanztransformator Worüber genau?