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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Dispositifs d'équilibrage d'antenne. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Antennes HF De nombreuses antennes HF et VHF, notamment celles de télévision, appartiennent à la classe des antennes symétriques. Lorsque de telles antennes sont alimentées par une ligne d'alimentation coaxiale, leur fonctionnement dépend en grande partie des performances des baluns transitoires. Cependant, souvent, les radioamateurs, lors de la fabrication d'une antenne, ne fabriquent pas du tout de tels dispositifs ou les conçoivent de manière incorrecte, sur la base de recommandations erronées que l'on trouve dans certains livres populaires sur les dispositifs d'antenne. Cet article décrit les méthodes d'équilibrage des antennes et les propriétés de certains dispositifs d'équilibrage, ainsi que des recommandations pour leur mise en œuvre. Raccordement direct d'un feeder coaxial à une antenne symétrique (par exemple, à un dipôle) rompt la symétrie des courants qui s'y trouvent et conduit à l'apparition d'un courant sur la surface extérieure de l'écran d'alimentation, c'est-à-dire qu'il provoque l'apparition d'un effet antenne-alimentation. Sur la fig. 1a montre une telle connexion d'un dipôle avec une ligne d'alimentation. Dans ce cas, la tension de sortie du chargeur est appliquée non seulement aux bornes d'entrée 1-2 du vibrateur symétrique, mais également à une borne 2 et à la coque de blindage 3 du chargeur.
La tension entre les bornes du vibrateur provoque des courants symétriques dans celui-ci, se fermant d'une moitié du vibrateur à l'autre, comme indiqué sur la fig. 1, mais avec des flèches pleines. La tension entre la moitié droite du vibreur et la gaine du câble induit un courant supplémentaire, matérialisé par des flèches en pointillés. L'apparition de ce courant entraîne l'émission (réception) d'énergie électromagnétique par le feeder, ce qui rompt la symétrie des courants dans l'antenne et, par conséquent, déforme les diagrammes de rayonnement. Sur la fig. 1, b montre le circuit équivalent d'une antenne symétrique avec une alimentation coaxiale directement connectée, où l'antenne est représentée comme une résistance de charge Rn des bornes de sortie du générateur ou du consommateur (émetteur ou récepteur). Comme on peut le voir sur le schéma, l'une de ces bornes sera connectée non seulement à la résistance de charge Rn, mais également à la masse via le condensateur C, dont les plaques sont le vibreur d'antenne et le blindage de la ligne d'alimentation. Ainsi, la symétrie de l'antenne est rompue. Par conséquent, pour connecter une alimentation coaxiale à une antenne symétrique, des dispositifs adaptateurs spéciaux sont utilisés, également appelés baluns, grâce auxquels la symétrie électrique de chaque moitié de l'antenne par rapport au blindage de l'alimentation est obtenue. Dispositif de transition type "coupelle de verrouillage" illustré à la fig. 2a.
Dans ce dispositif, les bornes d'entrée 1-2 du vibreur d'antenne sont directement connectées aux conducteurs interne et externe du câble coaxial, qui est placé à l'intérieur de la coupelle métallique B le long de son axe de sorte que les parois de la coupelle et la gaine de blindage B du câble forme une ligne coaxiale avec une impédance caractéristique r (les formules de calcul de l'impédance d'onde des lignes coaxiales et bifilaires sont données dans la revue "Radio" N 11 pour 1962). L'impédance d'entrée de cette ligne entre les points 2 et 3 est :
Pour l=l/4 la valeur de Z2,3 est grande, le courant du point 2 au point 3 ne circulera pas et les courants des deux côtés de l'antenne seront égaux. Si la longueur l du verre B est différente de l/4, alors Z2,3 ne sera pas grand et, comme on peut le voir sur le circuit équivalent de la Fig. 2b, la symétrie est rompue : au point 2, une partie du courant va dériver vers la masse et les tensions entre la masse et les points 1-2 ne seront plus égales et déphasées. Par conséquent, la bande de fréquence de fonctionnement d'un tel dispositif d'équilibrage est réduite. Habituellement, elle ne dépasse pas 10% de la valeur de la fréquence fondamentale pour laquelle l'appareil est conçu.
La bande de fréquence d'un dispositif d'équilibrage avec un verre peut être augmentée par introduction du deuxième segment de la ligne coaxiale avec la même résistance aux vagues que le verre (Fig. 3a). Dans ce cas, comme on peut le voir sur le circuit équivalent (Fig. 3,b), les résistances des points 1 et 2 par rapport au sol seront égales, quelle que soit leur valeur, c'est-à-dire Z1,2=Z2,3 . De ce fait, la puissance de l'antenne sera symétrique sur une large bande de fréquence. La différence entre les dispositifs représentés sur la Fig. 3 et la Fig. 4 réside dans le fait que dans cette dernière deux éléments (B et B') sont placés côte à côte, formant une ligne bifilaire fermée à l'extrémité. L'impédance d'entrée de ce balun est
où r' - impédance d'onde d'une ligne à deux fils. Dispositif d'équilibrage fig.4 de conception simple, fonctionne dans une large bande de fréquences et est le plus souvent utilisé dans la pratique amateur. L'un des conducteurs de ce dispositif d'équilibrage est la coque de blindage du départ coaxial (élément B), tandis que le second (élément B') soit un morceau de câble dont est fait le départ, soit un tube de même diamètre peut être pris . Le principal avantage de ce dispositif par rapport au précédent (Fig. 3) est la moitié de la longueur.
Dans Fig.2,3 et 4 : A - l'âme interne du câble coaxial, B et B'-tresse extérieure du câble, B et B'- coupelles métalliques. Schéma de dispositif d'équilibrage de type "coude en U" illustré à la Fig.5, a. Ici, le fil central de l'alimentation coaxiale principale est connecté à la borne 1 de la moitié gauche du vibreur. À partir du même point, une tension est appliquée à la borne 2 de la moitié droite du vibrateur à travers un morceau de câble d'une longueur l/ 2, où l - longueur d'onde dans le câble (y compris le raccourcissement). Phase de tension lors du passage d'un tronçon de câble d'une longueur l/2 est décalé de 180°, de sorte que la tension antiphase requise est appliquée aux bornes du vibrateur. Les gaines de blindage des câbles sont interconnectées.
Auteur : K. Kharchenko ; Publication : cxem.net
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