RF-Choke/HF Balun

Elektronikrelaterade (på komponentnivå) frågor och funderingar.
haben12
Inlägg: 67
Blev medlem: 7 april 2017, 13:04:50

RF-Choke/HF Balun

Inlägg av haben12 »

Är det någon som är duktig på Baluner? Jag fösöker göra en med en 140-43 torroid, men förstår inte riktigt hur jag ska linda den. På nätet finns bruksanvisningar, vissa där man har lindat koaxialen ett antal varv genom torroiden, och vissa där man har lindat 2st sladdar på samma sätt(vanliga typ högtalarkabel). Fungerar båda sätten? Hur vet man hur många varv som behövs?

Bild
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 18362
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: RF-Choke/HF Balun

Inlägg av 4kTRB »

Vad är syftet med lindningen?
haben12
Inlägg: 67
Blev medlem: 7 april 2017, 13:04:50

Re: RF-Choke/HF Balun

Inlägg av haben12 »

Så vitt jag kan förstå så måste jag ha en Balun eller RF-Choke för att inte använda skalet på koaxialkabeln som antenn när jag har dåligt anpassade antenner, och återföra RF till radion den vägen. Har jag förstått det rätt?
Användarvisningsbild
mcrj
Inlägg: 903
Blev medlem: 20 november 2009, 18:10:29
Ort: Umeå

Re: RF-Choke/HF Balun

Inlägg av mcrj »

Jag brukar använda klämferriter jag har 2st efter varann.

Bild

http://butik.limmared.nu/sv/ferriter/15 ... -54mm.html

Edit: Dom ska sitta nån dm under antennfoten.
sc3
Inlägg: 173
Blev medlem: 10 januari 2011, 11:05:40
Ort: Umeå

Re: RF-Choke/HF Balun

Inlägg av sc3 »

Vilket frekvensområde?
Vilken sorts antenn?
Vilken effekt?
haben12
Inlägg: 67
Blev medlem: 7 april 2017, 13:04:50

Re: RF-Choke/HF Balun

Inlägg av haben12 »

Jag har redan en ft140-43 som jag tänkte använda, Men undrar om det verkligen behövs koaxialkabel genom den. Jag har bara rg58 som är ganska tjock i förhållande till ferriten.

Jag funderade på att göra en fulbalun men det verkade inte som att dom fungerade enligt ett klipp jag hittade på youtube

haben12
Inlägg: 67
Blev medlem: 7 april 2017, 13:04:50

Re: RF-Choke/HF Balun

Inlägg av haben12 »

Effekten är 5W, banden allt ifrån 160m till 10m, och antennen är en randomwire.
E Kafeman
Inlägg: 3259
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: RF-Choke/HF Balun

Inlägg av E Kafeman »

Är det verkligen en HF-balun som efterfrågas?
Balun är en engelsk förkortning (Bal-Un) Balanserat - Obalanserat. Det är vanligtvis en transformator som har en obalanserad ingång, ofta av typ koaxialkabel och två symmetriska utgångar.
Används ofta för att mata en dipol via koaxialkabel.
En ferrit kan utgöra kärna i en sådan transformator men många andra varianter förekommer, typ halvvågs-balun som enbart består av koaxialkabel.
Transformatorn har ofta dubbla funktionen att ge impedansen ett omsättnings-förhållande för bättre matchning mellan koaxialkabelns impedans och antennens impedans.
Ferrit-materialet bör väljas för hög reaktans vid aktuellt frekvensområde.

Ska däremot ferriten användas för att elda upp RF-strömmar som flyter utanpå en koaxialkabel är det ferrit-materialets resistiva effekter som är av intresse.
Ferriten fungerar då som ett serie-motstånd där en del av RF-strömmen bromsas/absorberas. Ferrit-materialet bör väljas för hög resistivitet i aktuellt frekvensområde.
För bästa effekt bör en längre sträcka av koaxialkabeln täckas av en ferrit-tub.
Inte fullt lika bra men ofta mer praktiskt och ekonomiskt är att välja en ferrit-ring där samma kabel träs igenom flera gånger för att på det sättet få en längre absorberande ferrit-sträcka.

Absolut bästa lösningen är att avhjälpa missanpassningen mellan kabel och antenn. Vid perfekt anpassning flyter inte några mantel-strömmar på koaxialkabeln, anläggningens uteffekt och mottagning förbättras och lokalt mottagna el-störningar minskar.
metric
Inlägg: 766
Blev medlem: 16 maj 2010, 11:04:52

Re: RF-Choke/HF Balun

Inlägg av metric »

Ska du bara köra 5w så kanske det inte är en nackdel att skärmen agerar motpol i din antenn.
Du ska väl använda en tuner till antennen?
Jag har en longwire antenn mellan antennen och koaxen har jag en unun med impedansförhållande på 64:1.
På koaxen har jag satt en klämferrit med två varv igenom ett par meter från radion, det gav bäst resultat på dom band jag kör på 80, 40, 30, 20, 15, 10m.
Har en tråd på HAM.SE. https://www.ham.se/threads/funderingar- ... enn.25894/
gkar
Inlägg: 1453
Blev medlem: 31 oktober 2011, 15:28:29
Ort: Linköping

Re: RF-Choke/HF Balun

Inlägg av gkar »

haben12 skrev:Så vitt jag kan förstå så måste jag ha en Balun eller RF-Choke för att inte använda skalet på koaxialkabeln som antenn när jag har dåligt anpassade antenner, och återföra RF till radion den vägen. Har jag förstått det rätt?
Både och, delvis och inte alls ibland.

En ferrit runt koaxen tar bort mantelströmmarna. Det är bra.
Men, det uppträder inte för att du har en missanpassad antenn.

Antennen kan vara perfekt anpassad, eller inte, ändå ge upphov, eller inte, till mantelströmmar på koaxkabelns utsida.
E Kafeman
Inlägg: 3259
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: RF-Choke/HF Balun

Inlägg av E Kafeman »

En ferrit utefter koaxialkabel avses normalt agera som en serieresistans. Den absorberar en del av strömmen utefter manteln men är ingen absolut block på samma sätt som serieresistanser i andra sammanhang.

En impedansmässigt matchad antenn, typ 50+j0 Ohm korrekt kopplad till en matarkabel med 50+j0 Ohm karaktäristisk impedans ger inte utrymme för mantelströmmar.
Vid perfekt matchning uppträder antennen som en oändlig förlängning av matande transmissionsledare. Det finns därför ingen ställa att hämta ström till att skicka ut på manteln.
Skulle ändå mantelströmmar uppstå betyder det att resulterande effekt är större än tillförd effekt. Det går inte.

Man kan argumentera att perfekt matchning aldrig är perfekt beroende på hur väl man kan mäta och skillnaden ger upphov till mantelström på en koaxialkabel. Kan man mäta den strömmen kan man förmodligen även mäta att matchningen inte är korrekt. Därför om man mäter att matchningen är ideal finns ingen mantelström att mäta.

Tänk glödlampa och ficklampsbatteri. Max avgiven lampeffekt uppstår när lampans resistans är samma som batteriets inre resistans (ideal matchning).
Det finns då ingen möjlighet att införa strömavledning till annan krets (mantelström) och ändå bibehålla korrekt matchning.
gkar
Inlägg: 1453
Blev medlem: 31 oktober 2011, 15:28:29
Ort: Linköping

Re: RF-Choke/HF Balun

Inlägg av gkar »

Du har inte fel, men du tar inte med hela antennsystemet.

Problemet i många fall med tex trådantenner är att antennen helt enkelt strålar på sin matarledning.
Matningsimpedansen kan vara perfekt anpassad, men antennens strålningsdiagram kan belysa matningsledningen så att mantelströmmar uppkommer.

Vill man prova det i sin extrem kan man ta en injektionsklamp och sätta runt sin egen matarledning. All effekt kommer nu på manteln och allting kan vara perfekt anpassat.
E Kafeman
Inlägg: 3259
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: RF-Choke/HF Balun

Inlägg av E Kafeman »

Vad gäller att ta med hela antenn-systemet så börjar det vid radion. Eftersom radions impedans i praktiken aldrig är idealt 50+j0 Ohm så är det vanligt att man börjar mäta upp impedansen för både mottagare och sändare när man verkligen vill åstadkomma god matchning för hela systemet.
För all antenn-matchning gäller att matchningen är en konjugat-matchning gentemot sändarens impedans och vad som ger optimal SNR relativt mottagarens inre impedans.
Mätmoderna kallas TIS och TRP. Detta är kanske en bit bortanför HAM-nivå men för t.ex. antenn-design och matchning i en mobiltelefon eller BT-radio är det vanliga begrepp.
Det är då inte bara för att uppnå maximal antenn-funktion utan anpassad matchning kan drastiskt påverka batteri-livslängd i t.ex. ett BT headset.

antennens strålningsdiagram kan belysa matningsledningen så att mantelströmmar uppkommer.

Du har inte fel :humm: men det är inte belysningen i sej som inducerar mantelströmmar, det är tekniskt omöjligt om matchningen skulle vara korrekt.
Interaktion mellan antennledare och kabelhölje påverkar antennens impedans om den del av kabelhöljet som är nära antennen har en kraftigt annorlunda lokala impedans och återreflekterad signal som följd av detta har förskjutet fasläge, vilket leder till att den goda matchningen blir spolierad.
Det är den därvid resulterande missmatchen som skapar grunden för att mantelström alls ska kunna uppstå.
Resulterande mismatch blir liknande även om man tar en helt annan kabel utan förbindelse till koaxialkabeln och lägger den kabeln på samma sätt i antennens närfält.

Sekundärt inducerade strömmar kallar man normalt inte för mantelström då de uppträder på väsentligt annat sätt. Matningspunkten av manteln vid fallet med mantelströmmar är vanligen vid övergången mellan matningspunkt och antenn. Vid perfekt matchad antenn är denna punkten vattentät för externt pålagda RF-signaler via klampar eller andra medel eftersom det är en obruten transmissionsledare och man mäter fortfarande VSWR 1:1 oavsett vad som påstrålas/induceras på manteln. Det är anledningen till att använda koaxialkabel alls, att dess inre välbalanserade signal inte påverkas av vad som sker på manteln och omvänt, inre överförd signal tappas inte bort genom förluster till manteln om matchning råder från källa till ändpunkt.
De flesta mantlar är inte 100% täta och resistiva förluster kan spela roll, men under nära ideala omständigheter är en obruten transmissionsledare ej påverkbar av yttre fält.

Jämför att via klamp inducera kraftiga signaler på en balanserad mikrofonkabel. Om balanseringen är god påverkas inte mikrofon-signalen.

Det finns inte heller en given väg för en sådan påstrålad/inducerad ström att söka sluta någon strömloop mot radion såsom för mantel-strömmar, eftersom den jord-referensen inte finns.
Påstrålad ström kan absorberas mot jord eller återstråla ut i rymden, som för alla sekundära radiatorer i huvudantennens närhet. Jämför Yagi t.ex. där sekundära radiatorerna består av reflektorer och direktorer.

Utgå från scenariot en perfekt tunad dipol-antenn. Sedan flyttas koaxialkabel för denna antenn på ett sådant sätt att del av kabeln hamnar i antennens när-område med hög fältstyrka.
Kabelns inverkan på antenn-elementet är då i första hand att antennens impedans påverkas vilket medför ökad missmatch. Denna missmatchningen leder till mantel-strömmar som utgår från antennens matningspunkt. Att det är så kan man se genom att uppmätt VSWR ändras när kabeln kommer nära antenn-elementet och liknade antenn-påverkan sker även med helt fristående kabel, det behöver inte vara just koaxialkabeln.

Ett enkelt exempel: Om man sänder med 2 Watt så återvänder hälften av effekten utefter manteln om impedans-störande kabeln kommer så nära antenn-elementet att resulterande VSWR stiger till 6:1. Resterande 1 Watt går fortfarande ut på antennen och avges som strålning.
Eftersom koaxialkabelns hölje är nära aktiva antenn-elementet kommer det även bli en kopplingseffekt, men effektöverföringen denna vägen kan inte bli större än den rymdvinkel som kabeln apertur täcker, vilket är är en bråkdel av antennens lob vid sub GHz-frekvenser. Man får anstränga sej att denna vägen skapa strömmar i höljet med nämnvärda effekter och effektnivån kan aldrig bli i nivå med de redan förlorade 1 Watt. Den mesta effekten av denna påstrålade effekten kommer återutstrålas då den metall-klädda kabel ur antenn-synpunkt är enbart en sekundär radiator, inte en absorbent eller duglig transmissionsledare till absorbent på annan plats.

Det gäller samma för påstrålade mantel-strömmar, är matchningen av mantelns RF-impedans dålig relativt eventuell absorbent blir överföringen av effekt liten. Enda alternativet för påstrålade signalen är att klinga av med kabelns resitans eller återstråla. Under normala omständigheter återstrålas alla sådan strömmar vilket är det som gör att huvudantennen alls kan påverkas av kabelns närvaro, genom att reflekterad signal har annan impedans och fasläge.

Ett annat scenario är ändmatad dipol. En sådan dipol omnämns ovan, där man man använder en del av skärmen som ena halvan i en dipol.
Eftersom det är en dipol kommer största fältstyrkorna att uppstå kring antennens ändpunkter och högsta strömmarna uppstår nära antennens mitt.
Är antennen väl avstämd ska det det inte skapa nämnvärda probl6em med ändmatning eftersom "väl avstämd" innebär att nivåerna av på ett eller annat oönskat reflekterade RF-strömmar som kan påverka denna avstämning inte finns.

Avstämningen av ändmatad dipol kan delvis bestå av ferriter som omnämnts men funktionen är inte för att absorbera mantel-strömmar utan för att tilldela antennen passande impedans som är beroende av hur långt ut på antennen en ferrit tillför en hög seriell resistans, som alternativ till att antennen fysiskt tar slut vid denna punkt.
Nackdelen är att en del av antennens tillförda effekt förbrukas i ferriten. Vid ändmatad antenn kan ett effektivare alternativ vara en kvartsvågs-fälla, som saknar resistiva förluster vilket också är vanligt som förklädd paddel-liknande stavantenn i många dual band routers och som jordplans-oberoende GSM stavantenn (vanlig på plastbåtar). Även kolinjär antenn är närbesläktat och är en ändmatad antenn-typ.

Dessa antenner är dåliga på att överföra effekt mellan varandra ens på ytterst korta avstånd, de är dåliga påstrålare. Därför använder man en annan typ av antenner när man verkligen vill åstakomma effektöverföring.
Som exempel, trådlös laddning av mobiltelefoner. Här används loopantenner, vars längd är kort relativt våglängden. Dessa utformas så att de är resonant avstämda men är missmatchade var för sej. God matchning uppstår först när sändande och mottagande antenner kommer i varandras närfält.
Effektöverföringen sker då som resultat av induktiv koppling, ungefär som för vilken transformator som helst med en primär och en sekundär lindning.
Fortfarande dock, ökar överföringsavståndet sjunker effekten med kvadraten på avståndet. Redan efter några cm överföringsavstånd vid 1 MHz är det svårt att få över några högre effekter med luft som spol-kärna och överföringsmedium.

Variant på överföring av effekt luftvägen är att välja frekvenser i GHz-området. Det ger möjlighet att bygga styrbara antenn-arrayer utan att fysiska formatet blir extremt stort. Med arrayerna kan man skapa kraftig riktverkan och minska förlusterna vid överföring genom att stråla mesta effekten i riktning mot mottagar-antennens apertur. Fortfarande är dock problemet att fältstyrkan minskar med kvadraten på avståndet.
http://www.energous.com har konstruerat en sådan effektsändande antenn stor som en större datorskärm. Den innehåller en array av antenner som även ska ta hänsyn till flervägsutbredning för optimera effektöverföringen. Avsikten är att kunna ladda en mobiltelefon på upp till 1 meters avstånd. Tyvärr är resulterande laddströmmen låg, vid test med max tillåtna uteffekt, 1 Watt, tar det två veckor att ladda mobilen på det avståndet.
Vid 10 cm avstånd kan man ladda telefonen på några timmar om mobilens mottagande antenn är lämpligt inriktad.
haben12
Inlägg: 67
Blev medlem: 7 april 2017, 13:04:50

RF-Choke/HF Balun

Inlägg av haben12 »

Min antenn består av ca 10m antenntråd som går i en L formation, ”motvikten” är 2-3m lång och hänger längs med en husfasad(även ett balkongräcke ingår).

Jag behöver ändå göra en dosa och i den dela upp koaxen till 2st polkontalter. Ska jag passa på att monteramin ferrit i den? Och kan jag linda med högtalarkabel runt ferriten?

Jag bor på tredje våningen i ett flerfamiljshus men har ett träd mitt emot mitt köksfönster där jag kan kasta ut en antenntråd.
haben12
Inlägg: 67
Blev medlem: 7 april 2017, 13:04:50

Re: RF-Choke/HF Balun

Inlägg av haben12 »

Det fick bli denna lösning, verkade inte helt ovanlig. Funkar denna eller har jag gjort fel?

Bild

Eftersom jag bor i ett flervåningshus så kan jag inte få upp mycket bättre antenner än diverse randomwire lösningar, man får gilla läget helt enkelt.
Skriv svar