Balun y Adaptadores de impedancia

1. Balun y Adaptadores de impedancia

2. Se dice que un sistema de transmisión esta “adaptado” cuando entre una fuente de energía y un receptor se trasfiere la máxima potencia. Definición

3. Para obtener una máxima trasferencia de energía es necesario poseer una línea de alimentación o una red de ajuste de impedancias que permita hacer que la impedancia característica de la línea de alimentación y la de la antena sean idénticas. Comportándose así como una resistencia pura evitando la reflexión de potencia hacia la fuente . A este dispositivo se le llama Transformador de impedancias. Sección adaptadora básica

4. Adaptadores de linea

5. Balun coaxial • Balun trombone • Balun bazooka • Balun con transformador de ferrita • Balun choke Tipos de balun

6. En estos baluns, la adaptación de impedancias se logra mediante la conexión de cables coaxiales cortados a una longitud múltiplo de λ/4. Estos baluns funcionan en un rango muy estrecho de frecuencias (algunas unidades por ciento), lo que los convierte de hecho también en filtros. Balun coaxial

7. Balun coaxial

8. Brinda un medio de acoplar energía de una línea desbalanceada a un sistema de antenas balanceado y al mismo tiempo produce una transformación de impedancias en relación de 4:1. Balun trombone λ 2

9. Balun trombone λ 2

10. Recibe su nombre debido a su aspecto. Cuando la longitud de su camisa externa es igual al cuarto de onda, actúa como una línea de cuarto de onda curcuteada. El conductor externo de la línea coaxial, que esta encerrada por la bazooka, funciona como conductor interno de esta sección de línea. El efecto es provocar una alta impedancia entre los puntos A y B, Balun bazooka

11. Balun bazooka

12. Es un transformador de banda ancha con entrada asimétrica y salida simétrica. Se puede construir con núcleo de aire o bien de ferrita. • Es el mas utilizado en receptores de radio y tv. Poseen un gran ancho de banda y una gran rigidez. Existe modelos con relación 1:1 y de 1:4 en impedancia • Rango de frecuencia 1.8-60 MHz Balun de ferrita

13. Balun de ferrita

15. Consiste en hacer una inductancia con el propio cable coaxial, de tal forma que las corrientes inducidas en la malla del mismo no puedan circular por el. • Al tener cable coaxial la malla por fuera y el conductor vivo por dentro, esta bobina solo afecta la malla. Si la bobina así formada tiene suficiente inductancia, impedira que las corrientes circulen por la malla. Balun choke

16. Para antenas que funcionen a mas de 10 khz se puede lograr lo mismo, haciendo que el cable coaxial de varias vueltas alrededor de un toroide de ferrita, con lo que el numero de espiras sera mucho menor. Balun choke

17. Balun choke

18. El funcionamiento de un sistema de antenas en un rango de frecuencia no es completamente dependiente de la respuesta de frecuencia del elemento de la antena en si, si no mas bien de las características de frecuencia de la linea de transmisión combinación de elementos de la antena. También la variación de cada uno en función de la frecuencia no es la misma. Asi, el acoplamiento eficiente de las redes de adaptación deben ser diseñadas deben ser diseñadas para que traten de pareja, coinciden con las características de los dos elementos en ele rango de frecuencia deseada. Técnicas de acoplamiento

19. En mucha redes de acoplamientoes similar al que se utiliza para conectar la línea de transmisión al elemento de la antena y que puede ser diseñado para proporcionar característica de frecuencia aceptable.

20. La adaptación en T permite acoplar una baja impedancia con otra mayor. • Las dos varillas al dipolo funcionan como línea de transmisión de acoplamiento. • Los condensadores sirven para anular la inductancia de las barras añadidas. T - match

21. T - match

22. Determinar el valor de divisor de corriente a mediante la siguiente expresión: Calculo el radio equivalente de los conductores mediante la siguiente ecuación: Determinar la impedancia en los terminales de entrada del elemento T mediante: diseño

23. Donde: La impedancia de entrada se puede calcular mediante: La admitancia de entrada: Diseño

24. Para cuando I` es igual a λ/2 la impedancia de la línea de transmisión Zt es grande, de esta manera la expresión de Zin se reduce a: Para cuando los dos conductores son iguales, el factor de división de corriente a=1 y por lo tanto Zin=2za. Los capacitores en serie eliminan la reactancia a la frecuencia central dada y mantienen el balance del sistema. Estos capacitores se seleccionan de tal manera que Zin=Rin. Circuito equivalente

25. Este tipo de acople se usa en antenas transmisores y receptores, y resisten potencias relativamente altas. Gamma match

26. Longitud del elemento antena. • Impedancia caracteristica del cable coaxial • Separacion entre los centros de los elementos y gamma: s • Radio de los elementos y gamma: a y a´ • Distancia de la separación de conexión del elemento gamma al elemento antena, a la conexión de la línea de transmisión al elemento antena ſ/2 • Lo que se busca definir es el valor final de ſ/2 que determine el valor de la capacitancia que haga que • Zin = Zo. Características de diseño

27. Determinar el valor de divisor de corriente a, mediante la siguiente expresión: Determinar el radio de transformación: La impedancia de la antena (elemento excitador en su punto medio sin acople): Diseño

28. Calculamos la impedancia transferida al primario del circuito equivalente mediante: Determinar la impedancia característica de la línea de transmisión conformada por el elemento gamma: Zo´ mediante la siguiente expresión: diseño