Schmalbandige Transformation?

    Hallo Leute,


    ich möchte einen Faltdipol für das 15m-Band von 280 (oder 300) Ohm auf 50 Ohm transformieren. Wenn so ein Transformator dann auch noch ein Balun ist, umso besser, denn ich möchte ja 300 Ohm-Hühnerleiter auf 50 Ohm-Koax anpassen. Ohne Balunfunktion ist es auch nicht schlimm, dann hänge ich einen zusätzlichen 1:1 Balun dahinter.


    Ich weiß, ich könnte einen Guanella-Balun nehmen, der 1:4 transformiert und mich mit einem SWR von 1:1,4 zufrieden geben (280 Ohm : 4 (im Balun) = 70 Ohm => SWR 1:1,4). Aber eine 1:6 Transformation muss doch auch gehen, oder? Oder sogar eine völlig beliebige Transformation -- nur wie?


    Meine Literaturrecherche (inkl. Durchstöbern dieses Forums und Google) hat mir keinen Mut gemacht. Fast alle bauen breitbandige Baluns, was ja in meinem Fall gar nicht nötig ist. Ich will ja nur 21,00 bis 21,45 MHz verwenden. Schmalbandige Transformatoren konnte ich nicht finden. Vielleicht habe ich nach den falschen Begriffen gesucht.


    Manchmal geht probieren über studieren. Also habe ich trotzdem 2 Transformatoren gewickelt. Jeweils auf einem T130-6 Eisenpulver-Ringkern. Der erste Draht mit 6 Windungen, die zweite mit 14 Windungen. Beide Drähte CuL mit 1,6 mm Durchmesser (Idee: Verluste zu vermeiden). Die Wicklungen gehen jeweils um 360° um die Kerne, wobei die offenen Drähte gegenüber liegen. Die Transformation sollte 1:5,44 betragen (6^2/14^2) und damit 50 Ohm auf 272 Ohm transformieren.


    Dann der Test. Beide Transformatoren Rücken an Rücken miteinander verbunden und einen 50 Ohm-Anschluss mit 50-Ohm Widerstand abgeschlossen. Auf der anderen Seite kann ich über einen Antennenanalysator das SWR messen. Die Idee ist, die 50 Ohm im ersten Ringkern hoch- und im zweiten Ringkern wieder herunter zu transformiern.


    In der Idealen Welt hätten zwei gleiche Transformatoren Rücken an Rücken ein 1:1 SWR über alle Frequenzen ergeben. Das SWR ist aber über den gesamten Messbereich hoch. Nur bei zwei Stellen im UKW-Bereich (89 MHz und 158 MHz) geht das SWR auf 1:1 herunter. Die Dips sind dort recht scharf.


    Wie würdet Ihr 300 Ohm auf 50 Ohm anpassen? Ist ein 1:4 Guanella wirklich die beste Lösung?


    73 Daniel DM3DA

    Hallo Daniel,


    die Idee, die beiden Trafos Rücken an Rücken zusammenzuschalten ist keine gute Idee, weil Du nicht weißt, welche Impedanz tatsächlich auf der hochohmigen Seite vorhanden ist. Also besser mit dem Antennentester in die 50-Ohm-Seite reinmessen und die hochohmige mit 300 Ohm reell abschließen. Dann misst Du die echte Anpassung mithilfe der Trafotransformation.


    Übrigens kommt in einer der letzten Ausgaben des Rothammel ein für die FD-4 vorgesehener 1:6-Trafo von mir, der symmetrisch aufgebaut ist.


    73, Uli, DK4SX

    Hallo Daniel,


    hier noch die von mir telefonisch genannte Quelle
    Anpassung mit Boucherot-Brücke; Rothammel Antennenbuch, Aufl. 11, S.121f .


    Anbei noch die Berechnung der Bauteilwerte:


    Anpassung mit Boucherot-Brücke


    (1) Z_t = wurzel( Z_1 * Z_2 )


    es gilt:
    Z_t = Xl = Xc


    (2) omega = 2 * pi * f


    (3) Xl = L * 2 * pi * f = L * omega
    ==> L = Xl / omega


    (4) Xc = 1 / (C * 2 * pi * f) = 1 / (C * omega)
    ==> C = 1 / (Xc * omega)


    Gegeben


    f = 21,2MHz = 21,2 * 10^6 Hz
    Z_1 = 50R
    Z_2 = 300R


    Rechnungen


    (1) ==>
    Z_t = 122,5R


    (2) ==>
    omega = 2 * pi * 21,2 * 10^6 Hz
    omega = 133,20 * 10^6 Hz


    (3) ==>
    L = 122,5R / 133,20 * 10^6 Hz = 0,9196µH


    (4) ==>
    C = 1 / (122,5R * 133,20 * 10^6 Hz) = 61,3pF


    Damit habe ich dann RFsimm99 gefüttert und mir die Transformation und die Bandbreite angesehen.


    Links: [1] http://www.qrpforum.de/index.php?page=Thread&threadID=3575


    .

    Zitat von DM3DA

    Wie würdet Ihr 300 Ohm auf 50 Ohm anpassen? Ist ein 1:4 Guanella wirklich die beste Lösung?


    Hallo,


    bei Faltdipol -allerdings im UKW Bereich- muss ich sofort an die Umwegleitung denken.


    Ansonsten: Leitungstransformation oder einen (fest eingestellten) Tuner in L-Schaltung in Kombination mit Balun zur Symmetrierung, direkt am Fußpunkt der HL. Der hat den Vorteil, dass er evtl. Blindanteile kompensiert und die Anpassung perfekt wird, auch wenn es nicht genau 280 Ohm sein sollten.


    73 de Wolfgang

    Einmal editiert, zuletzt von DL1GWW ()

    Warum machst Du ein Faltdipol? Ohne Faltdipol ist keine Transformation erforderlich. Wo siehst Du einen Vorteil des Faltdipols?


    73, Peter - HB9PJT

    Hallo Daniel,


    Zitat von DM3DA


    Ich weiß, ich könnte einen Guanella-Balun nehmen, der 1:4 transformiert und mich mit einem SWR von 1:1,4 zufrieden geben (280 Ohm : 4 (im Balun) = 70 Ohm => SWR 1:1,4). Aber eine 1:6 Transformation muss doch auch gehen, oder? Oder sogar eine völlig beliebige Transformation -- nur wie?


    breitbandig geht das über einen 1:6 Balun. Zuerst von 50 auf 75Ohm und dann mit einem 1:4 Balun auf 300Ohm transformieren:


    Eine andere Variante, ohne komplizierter 5-fach Wicklung, erfordert 4 einfache 1:1 Leitungsübertrager, die entsprechend verschaltet werden müssen. Ein Bsp. findest du in folgender Datei: 1-6 HF-Balun.pdf


    Zitat

    Meine Literaturrecherche (inkl. Durchstöbern dieses Forums und Google) hat mir keinen Mut gemacht. Fast alle bauen breitbandige Baluns, was ja in meinem Fall gar nicht nötig ist. Ich will ja nur 21,00 bis 21,45 MHz verwenden. Schmalbandige Transformatoren konnte ich nicht finden. Vielleicht habe ich nach den falschen Begriffen gesucht.


    Schmalbandig Anpassung kann z.B. mit einem LC-Balun in Lattice Ausführung, den Uwe schon weiter oben aufgeführt hat, erfolgen. Vorteil hier ist ein beliebiges Transformationsverhältnis. Die niederohmige Seite läßt sich erdbezogen (50Ohm Koax) betreiben, das LC-Neztwerk transformiert nicht nur sondern symmetriert auch.


    vy 72/73, Reinhold.

    Hallo Leute,


    vielen Dank für Eure Antworten. Super hilfreich! Ich werde mir die Links und Hinweise genau ansehen.


    Peter HB9PJT: Ich möchte portabel funken und habe zwei große Angelruten, die einen Dipol auf ca. 5-6 m Höhe tragen können. Ein Bild ist hier: 58860. Bisher verwende ich

    • einen Dipol aus 2 x 6,7 m Draht
    • 7 m Wireman-Hühnerleiter, 300 Ohm
    • einen SGC SG-211 automatischen Antennenanpasser
    • 25 m RG-58
    • ein SWR-Messgerät (um das SG-211 überprüfen zu können)
    • 1 m RG-58
    • meinen K2


    Das funktioniert zwar super, und ich kann alle Bänder von 10 bis 40 m verwenden, aber es auch etwas unhandlich. Für 21 MHz möchte ich probieren, die Station zu vereinfachen. Wenn ich statt des Draht-Dipols einen abgestimmten Faltdipol aus 300 Ohm-Flachband baue, und dazu eine 6 m lange Zuleitung aus dem selben 300 Ohm-Flachband nehme, dann kann ich das SG-211 durch einen Balun/Trafo ersetzen. Ich kenn ja die Impedanz: 280 Ohm ohne größere Blindanteile. Das SWR-Messgerät kann ich mir dann auch sparen.


    Die Zeichnung zeigt diese "Twin-Lead-Antenne", die nur aus 300 Ohm-Flachband besteht. Unten kommt ein Balun/Transformator dran dann 50-Ohm Koax bis zum Funkgerät.


    Eventuell baue ich zwei dieser Antennen und spann die im rechten Winkel zueinander auf. An der Station kann ich dann mit einem Koax-Schalter zwischen den beiden Antennen hin und her schalten.


    73 Daniel DM3DA

    Daniel, danke für Deine Erklärungen. Warum machst Du nicht ein normales Dipol und das Koaxkabel gleich von der Einspeisung aus? Ich sehe keinen Vorteil, wenn Du mit Wireman bis zum Fuss fährst und dann ers mit Koaxkabel weiter. Bei einer Speisung mit Koaxkabel würde ich dann oben bei der Einspeisung am Dipol eine Mantelwellensperre vorsehen. Ein paar Windungen Koaxkabel als Luftspule oder auf einem Ferritkern.


    Diese Variante ist sicher viel handlicher als ein Faltdipol und Speisung mit schwerer Wireman-Leitung.


    73, Peter - HB9PJT

    Hallo Uwe, hallo Reinhold,


    danke für den Hinweis auf die Boucherot-Brücke. Das habe ich noch nie vorher gesehen: schöne Schaltung. Nur: wie schmalbandig ist diese Brücke? Ich habe versucht RFsim99 zu installieren, aber dafür müsste ich erst einmal den WinXP Emulator installieren. Und der würde 17 GB Festplattenplatz fressen, die ich nicht habe.


    Uwe, kannst Du die bitte SWR-Berechnung noch einmal laufen lassen - diesmal mit den Bandgrenzen 21-21.45 MHz?


    73 Daniel DM3DA

    Zitat von DM3DA

    Nur: wie schmalbandig ist diese Brücke?


    Zwischen 19,5MHz und 23,5MHz beträgt die Rückflussdämpfung (|S11|) min. 20dB (SWR 1,22:1), allerdings mit reellem Abschluss. Die Antenne dürfte viel schmalbandiger sein und damit das Endergebnis bestimmen.


    Zitat von DM3DA

    Eventuell baue ich zwei dieser Antennen und spann die im rechten Winkel zueinander auf. An der Station kann ich dann mit einem Koax-Schalter zwischen den beiden Antennen hin und her schalten


    Vom LC-Balun gibt es übrigens auch eine Dualband-Ausführung, da könntest du dir die Umschaltung vielleicht sparen.

    vy 72/73, Reinhold.

    Hallo Daniel,


    was wir noch nicht besprochen haben, was ich aber als bekannt voraussetzte ist, die Impedanz der Antenne wird durch eine Hühnerleiter mit einer elektrischen Länge <> n * Lambda/2 am Leitungsende transformiert !


    In den Threads (s.u.) wurde u.a. das Programm Levy besprochen, es hilft Dir die Transformation der Hühnerleiter 'fassbarer' zu machen.


    Link:
    [1] http://www.qrpforum.de/index.p…ad&postID=50063#post50063
    [2] http://www.qrpforum.de/index.p…ad&postID=46928#post46928


    _

    73 de Uwe
    DC5PI

    Hallo Uwe,


    danke, das ist ein wichtiger Punkt. Für die Bandleitungsantenne gibt es ja die Besonderheit, dass die Zuleitung angepasst ist. Zumindest beinahe: Ich schätze, dass so eine Antenne um 280 Ohm +/- j30 Ohm hat. Die Differenz zu 300 Ohm wird dann natürlich transformiert, aber so viel kann das nicht sein - oder?


    73 Daniel DM3DA

    Daniel, warum machst Du nicht ein normales Dipol und das Koaxkabel gleich von der Einspeisung aus? Ich sehe keinen Vorteil, wenn Du mit Wireman bis zum Fuss fährst und dann ers mit Koaxkabel weiter. Bei einer Speisung mit Koaxkabel würde ich dann oben bei der Einspeisung am Dipol eine Mantelwellensperre vorsehen. Ein paar Windungen Koaxkabel als Luftspule oder auf einem Ferritkern.


    Diese Variante ist sicher viel handlicher als ein Faltdipol und Speisung mit schwerer Wireman-Leitung.


    73, Peter - HB9PJT

    Hallo Peter,


    Du hast Recht, so ein einfacher Dipol ist handlicher. Und einfacher aufzubauen. Aber ich experimentiere gerne. In diesem Projekt habe ich schon viel neues gelernt. Und ich habe noch ein paar Meter 300 Ohm Bandleitung im Keller.


    73 Daniel DM3DA

    Zitat von DM3DA

    Ich schätze, dass so eine Antenne um 280 Ohm +/- j30 Ohm hat. Die Differenz zu 300 Ohm wird dann natürlich transformiert, aber so viel kann das nicht sein - oder?


    Das kannst du ganz einfach herausfinden.
    Lade dir von AC6LA das kleine Programm "Transmission Line Details (TLD)" herunter. Dort sind die Daten der gebräuchlichsten Koaxial- und Wiremankabel schon in der Datenbank. Du gibst nur die Länge und die angeschlossene komplexe Last ein und das Programm rechnet dir die transformierten Werte und zeigt sie im Smith Diagramm an. Wenn du dann mit dem up/down Pfeil die Kabel-Länge variierst, siehst du schön den Transformationsweg im Smith Diagramm.


    73, Günter

    "For every complex problem there is an answer that is clear, simple, and wrong" (H.L. Mencken)

    Hallo Günter,


    super Sache, danke für den Hinweis. Genau das, was ich jetzt brauchte. Damit lässt sich schön sehen: Je größer das SWR, desto stärker die Transformation. Wenn die Leitung mit dem richtigen Widerstand abgeschlossen ist, ist das SWR = 1 und es wird nichts transformiert.


    Also: EZNEC schätzt, dass so ein Dipol an der Bandgrenze eine Impedanz von 274 -j54 Ohm hat. Das wird bei 6 m Zuleitung auf 258 -j39 Ohm transformiert. SWR = 1:1,23. Schlimmstenfalls (= bei 1/4 Wellenlänge) entsteht eine Impedanz von 316 +j62 Ohm. Das SWR ist (natürlich) immer noch 1:1,23.


    73 Daniel DM3DA

    Hallo Peter,


    das ist mit dem Gewicht ist ein guter Punkt, über das ich vorher noch nicht nachgedacht habe. Ich bin auch immer davon ausgegangen, dass Hühnerleiter schwer ist. Ich habe hier ein Stück von ca. 6 m und das wiegt 120 g. Sooo schwer ist 300-Ohm-Hühnerleiter also gar nicht.


    Wer einen Dipol auf einem Berg aufbauen will, der kann ja den Antennendraht "UL" (ultraleicht) von DX-Wire nehmen. Der wiegt 4 g/m. Ich schätze, dass zwei Drähte im Abstand von 13 mm eine 300-Ohm-Hühnerleiter ergeben. Mit einer Spannweite von 6,8 m und einer Höhe von 6 m wiegt eine solche Twin-Lead-Antenne gerade mal 100 g. Zum Vergleich: Das ist genau so schwer wie 3 m RG58/U.


    73 Daniel DM3DA