Re: Balun "Quarter Wave Sleeve" --> Campeón

A todo esto, referente al balun de la izquierda, hay quién dice que es 1/4 eléctrico y hay quién dice que es 1/4 físico (-2%).

73, Máximo - EA1DDO

Buenas, de que andaras.
73, Pedro.

editado

El de la izquierda no me convence. Lo de "Low Impedance to Boom" no lo veo tan fácil de conseguir en la práctica.

El otro, si; de toda la vida, vamos.

Buenas, en el de la derecha, que es segun creo el Pawsey, la longitud del hilo debe ser un cuarto de onda pero imagino que al usar la malla he visto diseños hechos con cable de cobre normal y corriente, ahi no habra que aplicar factor de velocidad del coaxial del cable de alimentacion, lo digo por que como se une a un cuarto de onda del punto de alimentacion en la malla.
Es decir, p.e. para una longitud de onda de 2 mts, longitud del cable que puentea vivo y malla 0,50 mts, y distancia desde el vivo al punto donde se conecta en la malla igual 0,50 mts.
Es asi, no.
73.

Si.

El trozo de 1/4 no tiene por qué ser coaxial. Si se usa coaxial (para igualar diámetro,p.ej), la RF sólo va por el exterior de la malla y al no haber dieléctrico en medio (salvo el aire), el cuarto de onda viene de c/(4f) sin más.

O sea, 299792458/(4*145000000) = 516,8 mm para el centro de la banda en 2m. Aunque EA1DDO habla de HF...

Hola,

Bueno, aunque he colocado aquí en este foro la pregunta, también he preguntado a otros entendidos del tema (los de Contesting.com), a ver si saco algo en claro.

Por simplicidad de fabricación, el de la izquierda es ideal. No hay que añadir nada, tan solo medir y hacer un puente de la malla a masa.

Ese diseño salió en Dubus como balun para antenas de 144 y 432 MHz y lo publicó Hartmut el de Wimo (es el sistema que llevan las yagis YU7EF fabricadas y vendidas por Wimo).

Yo ya he contactado con Hermut y con otros para confirmar primero que ese sistema funciona como balun 1:1 en HF, y segundo las dimensiones correctas.

Después de una veintena de correos con ellos, parece que si, funciona bien como balun 1:1.
Lo que más lata me ha dado es el tema de la medida. Un cuarto de onda eléctrico o geometrico.
Sin tenerlo aún del todo claro, parece ser que es geométrico (no se multiplica por el factor de velocidad del coaxial). Y esto es así por que con lo que estamos tratando es con la famosa I3 de W2DU.

El llamado "Common Mode Current" o I3 en el gráfico anterior, las corrientes de malla.
Esas corrientes que van por la parte exterior del coaxial (cuando la antena y el coaxial no están bien adaptados). Por lo tanto, entiendo que al ir por la parte exterior del coaxial, no están afectadas por las propiedades del aislante (dieléctrico de espuma, teflon, pvc o lo que sea), tan solo estarían afectadas por la cubierta plástica del coaxial (la funda negra).
Por eso un colega canadiense que tiene varios de estos balun hechos y funcionando, me ha dicho que calcule el cuarto de onda geométrico y que tan solo le reste un 2%. Entiendo que ese 2% es debido a la funda negra y similares.

En los apuntes de W2DU ya se podía leer esto;

Escribió:

Current I3 flows
back down the outside surface of the feed
line, and I4, which equals I2 – I3, flows to
the right onto dipole arm 2. The magnitude
of I3 depends on the impedance to
ground provided by the outside surface of
the coaxial shield.
If the effective path length to RF
ground is an odd multiple of λ/4, the impedance
to ground will be very high, making
I3 negligible. In this case, I1 and I4
will be nearly equal. On the other hand,
if the RF path to ground is a multiple of
λ/2, the impedance to ground will be fairly
low, and current I3 may be substantial

effective path length
No tengo claro esto. ¿Es distancia geométrica o eléctrica?
O sea, hay que multiplicar por el factor de velocidad o no.
Entiendo que no, porque él mismo dice más adelante de ese texto, que ese trayecto hasta tierra incluye equipos y hasta la toma de corriente (si el coaxial no toca tierra... va por la masa del equipo). po rlo tanto, en todo ese trayecto no hay coaxial para aplicar el famoso coeficiente de velocidad.
¿O estoy equivocado?

Al parecer, al poner a masa ese cuarto de onda, en el extremo de la antena pasa a tener una alta impedancia, y abajo en la radio; cero (o casi) corrientes de modo común. Se supone que desde ese punto del coaxial hasta abajo ya no hay corrientes. Incluso me ha dicho que podía poner otra vez a masa el coaxial, abajo en la torre.

A falta de hacer las pruebas, que se harán en los próximos días, parece que he encontrado una forma sencilla, barata y efectiva de un balun 1:1 para toda la potencia que uno quiera.

Seguimos investigando.
Se admiten comentarios.

73, Máximo - EA1DDO

Hola Máximo. Mira el Balun Collins, no tiene nada más que el coaxial, fácil de hacer, pontencia la que quieras, dependiendo del cable. El problema es que cuesta trabajo mantenerlo físicamente para que no se doble, habría que ponerle un armazón para sujetarlo.
Hice uno hace años relación 1:4, dio buen resultado.
73s
José Luis

Gracias a ambos, por la info.
Luis te debo un QSO en 1200, ahora ando liado con la cubica (oblong) 36 El para 1200, cuando la tenga te doy un toque.
Maximo, tiene su logica, bajo mi punto de vista sera debido altema del efeto que tienen los cuartos de onda de transformar impedancias, baja en un extremo (cortocircuito a masa) alta en el otro asi la RF no circula. Tomare nota para mis proximos montajes de yaguis.
73.

Hola,

José Luís, si, lo he visto por casualidad en alguna página, eso del balun Collins.
Pero creo que al final es el mismo que el Pawsey Stub.
Lo miraré de nuevo.

Pedro, efectivamente viene siendo como los stubs, que se usan para filtrar.
En este caso no hay que transformar impedancias porque tanto la antena como el cable son de 50 OHm, solo se trata de pasar de asimétrico a simétrico.

Seguiremos investigando.

Gracias

73, Máximo - EA1DDO

Hola, si ahora que lo he mirado, lo tenia visto de hace muchos años pero no caia cual era
http://www.qsl.net/iz7ath/web/02_brew/11_balun/english/pag07_eng.htm
Bueno no es una transformacion de impedancias o si, es lo tipico es un stub de cuarto de onda, si lo dejas abierto en un extremo en el opuesto tienes un corto a efectos de RF, en la frec en la que es un cuarto de onda, si lo cortocircuitas pues en el extremo opuesto da una impedancia infinita a efectos de RF, en la frec en la que es un cuarto de onda.
Yo creo que es asi, pero bueno sea como sea me ha gustado como dije tengo que probarlo.
Buenas noches, 73.

Hola,

Si, ese enlace fue donde había visto los filtros Collins.

Pero por fin encontré la confirmación;

http://www.qsl.net/dk7zb/dk7zb-match.htm

Escribió:

The velocity of the wave inside the coax is lower than outside (VF = 0,667 for PE).
The outside of the shield has air (and a litle bit of insulation) in the surrounding and VF = 0,97.

Lo del 1/4 de onda lo sabíamos, pero lo que por lo menos yo no sabía era eso, que la I3 que va por el exterior del coaxial no le afecta el factor de velocidad del coaxial, tan solo le afecta la cubierta plástica. De ahí que me habían dicho eso del 1/4 -2%.

Bueno, pues finalmente encontramos la explicación.

En los próximos días se probará el invento, a ver que sale.

Es un proyecto que le estoy ayudando a un colega y he tenido que discurrir cosas no habituales.

Hay que recordar que esto solo sirve para monobandas, de ahí que no sea muy habitual ya que pocos tienen monobandas.

73, Máximo - EA1DDO

Si, si. Por supuesto que la solución de la izquierda funciona! Lo único que digo es que ese punto de tierra no es tan fácil de conseguir en la práctica. También dependerá de cómo sea el montaje del resto.

Este balun funciona llevando la famosa I3 a tierra. Pero 1/4 de onda después, pues en el centro del dipolo la corriente es máxima. El trozo de coaxial de 1/4 defasa la corriente 90º y ahí, se lleva a masa.

Por tanto, el 1/4 ha de ser físico y no eléctrico, pues, como en el caso del otro balun, I3 va por el exterior de la malla sin influencia de dieléctrico alguno.

Edito
Vaya! mi respuesta ha llegado 2 segundos tarde, Máximo. Hemos posteado casi al tiempo.

Hola,

Luis, con un analizador de antenas (o VNA mejor) supongo que no es difícil hacerlo.

Yo estaba pensando en hacer la prueba en el suelo.
En vez de antena poner una carga de 50 OHm, en el otro extremo del coaxial el analizador, y todo esto en el suelo, (o con el coaxial sobre caballetes, o colgado como tendal de ropa, para evitar efectos del suelo) y se mide el cuarto de onda y se conecta a tierra. Se puede variar la posición del contacto a tierra para encontrar el sitio exacto.

No se si funcionará de esta manera. Así se puede subir el coaxial ya listo.

73, Máximo - EA1DDO

Buenos días Máximo,

Cuando se trata del tipo de balun's que presentas al fin estos trabajan como líneas de transmisión y a mi modo de ver las dimensiones de estas deben ser las eléctricas.

Saludos.

Fernando EA3KU.

EA1DDO escribió:

No se si funcionará de esta manera. Así se puede subir el coaxial ya listo...

Creo que no. El montaje de prueba que describes comprobará el latiguillo de 1/4 con la RF por el interior. Si montas eso, el analizador te dará un perfectísimo 50+j0 (si la carga es buena) independientemente de la longitud del latiguillo. Piensa que lo que necesitamos ajustar es la RF del exterior.

O no te he entendido bien.

Yo tiraría de ecuación y cinta métrica. Si habláramos de UHF, pues no, pero en HF unos milímetros de error no se van a notar lo más mínimo.

Hola,

Escribió:

a mi modo de ver las dimensiones de estas deben ser las eléctricas

Fernando, agradezco tu opinión.
Lo que ocurre es que, al parecer, en las líneas de transmisión coaxiales las corrientes de modo común llamadas I3, van por el exterior de la malla del coaxial hasta la radio, luego siguen por todo cuanto aparato haya y van por la toma de corriente hasta encontrar la tierra.

Lo puedes leer en el libro de W2DU;

Escribió:

In many instances, this RF path to
ground includes the transceiver line cord
and some house wiring, terminating at the
power-line ground!

http://w2du.com/r2ch21.pdf

Por lo tanto, y tal como explica arriba DK7ZB, el factor de velocidad de la I3 es casi 1, exactamente 0.97.

Eso quiere decir que el cuarto de onda es 1/4 -3% (entre 2% y 3%).

Eso me lo ha confirmado un colega canadiense que tiene varios de esos balun en sus monobandas y los tiene de esa manera.

Luis,

Escribió:

Creo que no. El montaje de prueba que describes comprobará el latiguillo de 1/4 con la RF por el interior. Si montas eso, el analizador te dará un perfectísimo 50+j0 (si la carga es buena) independientemente de la longitud del latiguillo. Piensa que lo que necesitamos ajustar es la RF del exterior.

No lo tengo claro.
Si ese balun actúa como un stub, se supone que con el analizador se podrá ver. Pero no te lo puedo confirmar.

A ver si en unos días hacemos la prueba.

Gracias por vuestros comentarios.

73, Máximo - EA1DDO

Fernando tiene razon, siempre hablamos de longitud electrica, lo que pasa es que la linea de transmision de la que hablamos (o el 1/4 de onda puesto al boom en el dibujo de la izquierda) no es el coaxial, la linea la forma el coaxial con el cable que se le pone paralelo (el segundo coaxial sin conexion en el vivo), se forma una linea paralela con dielectrico de PVC y aire, y el VF es muy similar a la longitud fisica, y no tiene ninguna relacion con el VF del coaxial utilizado.

Y la forma de medirla con el analizador es la siguiente.

Se conecta el analizador en la punta, masa a la malla del cable de alimentacion, vivo a la malla del 1/4 de onda.

Se dejan sin conectar las mallas que luego habra que unir (la union a 1/4).

Se observara un corto en la frecuencia en la que sea 1/4 o multiplo impar de 1/4.

Se va cortando para la frecuencia deseada.

Hay que tener en cuenta que la longitud efectiva es la de la soldadura del punto de union a 1/4, y que esta soldadura nos va a quitar unos mm de la medicion que hagamos.

Menudo rollo que he metido, pero eso esta bien para jugar un rato, para la realizacion final haria lo que dice Luis, "Yo tiraría de ecuación y cinta métrica".

Otra forma de hacerlo es con un tubo de cobre de 1/4 de onda, pasando el coaxial por el interior y soldandolo a la malla en la parte de abajo.