BALUN E ADATTATORI D’IMPEDENZA – BALUN 1:1
Questo dispositivo, nella soluzione presentata in figura 3, é adatto ad alimentare antenne bilanciate (dipoli ma sopratutto Yagi) mediante cavo coassiale (sbilanciato), in un ventaglio di frequenze da 3 a 30 Mhz, dove non sia richiesto un adattamento di impedenza fra linea ed antenna ma solo l’eliminazione della corrente di ritorno che scorre all’esterno della calza del cavo, che é fonte di perdite e di interferenze (ROS – TVI).La potenza applicabile è in rapporto al diametro del filo per i balun “in aria” ed anche alle caratteristiche del materiale per quelli con toroide.Per dipoli monobanda, perfettamente risonanti, piazzati lontano da ostacoli, alti almeno LAMBDA 2 su terreno buon conduttore, con linea perfettamente perpendicolare (situazione molto difficile per la maggior parte degli OM), l’inserzione di un balun può non essere necessaria e può anche causare lievi perdite ma in tutte le altre situazioni ne é consigliabile l’adozione e quindi quasi sempre.
BALUN 1:1 MONOBANDA CON ROTOLO DI CAVO
Spesso può essere conveniente sostituire i balun 1:1 costruiti con avvolgimenti su toroidi, ferriti o su materiale isolante con questo dispositivo che ha la funzione di bloccare le correnti che scorrono sulla calza schermo del cavo coassiale, quando si alimentano antenne bilanciate con cavo coassiale sbilanciato.Si tratta in pratica di una bobina dello stesso cavo di alimentazione, formata da un certo numero di spire e posta immediatamente sul punto di alimentazione dell’antenna. figura 4. Le spire debbono essere tenute unite fra loro, nastrandole o fermandole con fascette fissacavo per impianti elettrici. Alcune case costruttrici di antenne, raccomandano l’adozione di questi dispositivi, ma con misure diverse, specialmente per antenne Yagi multibanda.Personalmente debbo dire di aver provato sulla mia TH3 sia il balun con 12 spire di 20 cm. di diametro come consigliato dalla casa costruttrice, sia il balun con 7 spire identico all’ultimo riportato in tabella ed anche un balun trifilare su supporto isolante.In entrambi i casi del balun con spire di cavo non sono state notate variazioni del ROS e della banda passante e del punto di risonanza dell’ antenna, mentre con il balun trifilare non venivano modificati la larghezza di banda ed il ROS dell’antenna, ma il punto di risonanza dell’antenna risultava spostato leggermente più in basso su tutte le frequenze.
BALUN 4 A 1
Nel caso si debba alimentare un’antenna bilanciata ad alta impedenza (dipolo ripiegato – Windom) con cavo coassiale sbilanciato e ad impedenza più bassa (50 o 75 Ohm), si deve usare un dispositivo cioè un balun che abbia la doppia funzione di adattamento (trasformatore) dell’alta impedenza caratteristica dell’antenna alla bassa impedenza del cavo coassiale di alimentazione e di bilanciamento delle correnti che scorrono sulla linea e sull’antenna.Con un balun 4 : 1 si potrà alimentare tramite cavo a 75 Ohm un’antenna che presenta un’impedenza caratteristica di 300 Ohm e con cavo a 50 Ohm un’antenna che ne presenta 200.La soluzione circuitale é simile a quella del balun 1 : 1, ma con due soli fili. vedi figura 5.Per avvolgere le spire, usare fili più lunghi del necessario.Fermare le spire con nastro adesivo.Unire il punto 1 col punto 4 passando all’interno del tubo.Sempre all’interno del tubo prolungare il filo dal punto 3 fino a farlo uscire dalla parte superiore.Nel solito modo prolungare il filo dal punto 2 e farlo uscire verso il basso; sempre dal punto 2 creare una presa che esca verso l’alto.Saldare tutti i punti di giunzione.Il cavo coassiale va applicato alla parte inferiore con il centrale al punto 2a e la calza al punto 4a.Come per il balun 1 : 1 anche questo va protetto dai fattori atmosferici.Anche in questo caso i materiali da usare, il numero delle spire ed il livello di potenza applicabile è identico a quello del balun 1 : 1.
BALUN CON NUCLEO DI FERRITE
Si possono realizzare soluzioni circuitali identiche a quelle riportate prima per il balun 1:1 e 4:1 e più avanti per il 6:1 su supporti di ferrite.La soluzione più comunemente adottata è quella dell’utilizzo di toroidi di grosse dimensioni come l’Amidon T200-6 adatto dai 2 ai 50 Mhz ed il T200-2 da 1 a 30 Mhz, oppure nuclei formati da barrette di ferrite per antenne di radioline per OM, nastrate fra loro.I suddetti dispositivi possono essere saldati direttamente ai terminali dell’antenna ed al cavo, ma la cosa migliore é sempre quella di alloggiarli in appositi contenitori di materiale isolante che li proteggano dalle intemperie (tubi di plastica o scatole per il montaggio di impianti elettrici), sui quali sarà opportuno montare gli ancoraggi per i cavi delle antenne ed un connettore da pannello SO239 per il cavo di alimentazione.
BALUN 6 : 1
Figura 6. Questo tipo di balun è adatto per alimentare antenne in cui sia necessario un adattamento di impedenza da un valore molto alto ad uno basso come nel caso di un’antenna Windom alimentata con cavo coassiale a 50 Ohm.Il balun si ottiene come per quello 4:1 avvolgendo 10 o 12 spire bifilari di filo smaltato o ricoperto di 1,5 o 2 mm. di diametro, su un toroide tipo Amidon 200, facendo una presa alla ottava spira nel caso di 10 spire o 9,5 nel caso di 12 spire (80% della lunghezza) dell’avvolgimento B.
BALUN PER VHF E SUPERIORI
Per alimentare antenne VHF e superiori il cui radiatore presenti un’alta impedenza caratteristica (dipolo ripiegato – J Pole, ecc.), é consigliabile adottare il balun monobanda riportato in figura 7, che permette un rapporto di trasformazione di 4:1 senza perdite di inserzione. Esso è formato da uno spezzone di cavo a 50 o 75 Ohm, lungo lambda mezzi, tenuto conto del fattore di velocità del cavo.E’opportuno ricordare che questo è 0,66 per cavi il cui isolante centrale è in politene compatto e 0.88 per quelli in politene espanso.
BAZOOKA
Per antenne VHF con radiatore formato da dipolo aperto, quando non vi siano altri problemi di adattamento di impedenza, può essere utilizzato il balun con rapporto 1:1 detto Bazooka.Esso è formato da un tubo metallico lungo lambda quarti il cui diametro interno permetta l’inserzione del cavo di alimentazione dell’antenna, il quale va piazzato immediatamente sotto il punto di alimentazione e la cui base o punto inferiore è cortocircuitata alla calza del cavo coassiale.Il tubo metallico può essere sostituito, con i medesimi risultati dalla pellicola metallica in alluminio, quella che si usa in cucina ed il cortocircuito può essere realizzato tramite una spilla.
ADATTATORI DI IMPEDENZA IN CAVO COASSIALE
ADATTATORE DA 100 Ohm a 50 Ohm figura 9.
Dovendo adattare l’impedenza di 100 ohm, come per esempio quella presentata in un loop triangolare o quadrato (Quad) ad onda intera alimentato ad un angolo, ad una linea coassiale a 50 ohm, si può adottare la soluzione di uno spezzone di cavo a 75 ohm lungo lambda quarti o lambda 3/4 fra il punto di alimentazione dell’antenna e la linea coassiale a 50 ohm.
Lo spezzone di cavo a 75 ohm deve essere tagliato tenendo di conto del fattore di velocità del cavo stesso.
ADATTATORE da 200 o 300 ohm a 50 ohm.
Per
adattare antenne che presentano impedenze caratteristiche di 200 o 300 ohm ad una linea coassiale a 50 ohm, oltre alla soluzione dei balun trattata in precedenza, può essere adottata anche la soluzione di utilizzare due spezzoni di cavo coassiale in parallelo, tenendo però di conto che questi hanno un ingombro maggiore di un balun e che per la loro caratteristica possono essere soggetti maggiormente a deformazioni ed agli agenti atmosferici.
Gli spezzoni di cavo possono essere a 75 ohm per adattare un impedenza d’antenna di 300 ohm ed a 50 ohm per un impedenza d’antenna di 200 ohm. La loro lunghezza può essere lambda /4 o 3/4, accorciati secondo il fattore di velocità del cavo, cortocircuitando fra loro la calza schermo dei due spezzoni.
Bibliografia:
I4NE Antenne 2° volume progettazione e costruzione
IK3BCE su R.R. 11/97
The ARRL Antenna Book 1988
I4NE e I1WU Antenne Filari
Testo foto e grafica di I5NZR
