Menu

6.5. A negyedhullámú transzformátor (Q-Match)

Mint az 5.2.3. pontban láttuk, az elektromosan  λ/4 hosszúságú, Z hullámellenállású kéthuzalos  tápvonal (kettős vezeték) Zbem bemeneti és Zkim  kimeneti ellenállása között az (5.31) összefüggés  áll fenn

 

Z =√ZbemZkim

Ez azt jelenti, hogy a λ/4-es tápvonal Z hullám ellenállásának mindig az illesztendő Zbem és Zkim impedanciák mértani közepének kell lennie. A fenti összefüggés átrendezéséből kapjuk:

 

Ha Zbem a rendelkezésre álló tápvonal hullám ellenállását, Zkim pedig a táplálandó antenna talpponti ellenállását jelenti, akkor a fenti összefüggésből az illesztéshez szükséges negyedhullámú transz formáló tápvonal Z hullámellenállása számítható.

A 6.8. ábrán egy ilyen - gyakran Q-Match-nak nevezett - negyedhullámú transzformátor vázlata látható. Ez a típusú transzformáló tápvonal mindenféle szimmetrikus táplálású antennarendszer és az összes szimmetrikus tápvonal esetében alkalmazható, feltéve, hogy a transzformátor számított Z ellenállása olyan érték, amely mechanikailag még megvalósítható. Ez gyakorlatilag az 50. . .600Ω-os hullámellenállás-tartományban érhető el.

6.8. ábra. Negyedhullámú transzformátor (Q-Match)

Példa. Egy 120Ω talpponti impedanciájú antenna rendszert olyan kéthuzalos tápvonallal akarunk táplálni, amelynek hullámellenállása 280Ω. Az illesztéshez szükséges negyedhullámú tápvonal hullámellenállása:

Z=120•280=33 600≈183Ω.

Az 5.4. ábra diagramja alapján Z=183Ω hullám ellenállású, kéthuzalos tápvonalnál a vezeték-térköz  és a huzalátmérő aránya 2,5:1, ha a szigetelő-térköz; levegő.

Ha nem törekszünk a legveszteségmentesebb megoldásra, akkor a kereskedelemben kapható nagyfrekvenciás tápvonalak (pl. szalagkábel) is fel használhatók λ/4 transzformátor-tagként, ha hullámellenállásuk a szükséges értékű. A kívánt hullámellenállás több tápvonal párhuzamos kapcsolásával is előállítható. Így pl. 140Ω-os hullámellenállású vonalat kapunk, ha két darab λ/4 hosszúságú 280Ω-os szalagkábelt kötünk párhuzamosan. Egy 240Ω-os és 300Ω-os szalagkábel eredő ellenállása:

A párhuzamos kapcsolás alkalmával ügyelni kell arra, hogy a két tápvonaldarab kölcsönösen ne befolyásolhassa egymást. Ezért egymástól minél távolabb és mechanikailag rögzítve kell telepíteni őket. Méretezéskor ne feledkezzünk meg a szalag kábelek rövidítési tényezőinek figyelembevételéről! A különféle szalagkábelek rövidítési tényezője a műszaki adatokban található (polietilén-szigeteléses szalagkábeleknél általában 0,82 körüli).

Az ilyen transzformáló tápvonalak legfőbb hátránya, hogy az illesztésen utólag változtatni, javítani nem tudunk; ez csak akkor lenne lehetséges, ha a tápvonal hullámellenállása kismértékben változtatható lenne.

Mint a 6.9. ábrán látható vázlatból kitűnik, az ultrarövid hullámú tartományban a változtatható hullámellenállású negyedhullámú transzformátor aránylag egyszerűen valósítható meg. A műanyag alaplap bal oldalán két hézag van, ebben csúsztat ható el a tápvonal bal oldali vezetékszakaszát rögzítő két, szigetelőanyagból készült tartóelem.

Az alaplap jobb oldalán 3-3 furat van; ezekben rögzítjük a jobb oldali vezetékszakaszt rögzítő tartóelemeket. A jobb oldali vezeték átszerelésével szakaszosan, a bal oldalival pedig folyamatosan változtathatjuk a térközt, vagyis a tápvonalszakasz hullámellenállását. A tartóelemek jó minőségű, lehetőleg kisveszteségű, időjárásálló műanyagból (pl, plexi, polisztirol) készülhetnek.  A vonaldarab befogadására szolgáló horonyról több, különféle méretű is készíthető. Így különböző átmérőjű csövek is rögzíthetők benne (lásd a  6.9. ábrát). Egy ilyen változtatható transzformátorral 150 és 500Ω között mindenféle hullám ellenállás-érték beállítható.

A Q-Match természetesen elkészíthető aszimmetrikusan is, amikor pl. koaxiális kábel segítségével aszimmetrikus antennát (pl. groundplane) akarunk táplálni. Minthogy azonban a kereskedelemben kapható koaxiális kábelek hullámellenállása meglehetősen egyforma, ilyenkor rendszerint házilag kell elkészíteni a kívánt hullámellenállású koaxiális λ/4-es tápvonalat (lásd az 5.5. és az 5.6.  ábrákat). A mechanikai kivitelezéssel járó nehézségek miatt koaxiális negyedhullámú transzformátorok az amatőr-gyakorlatban ritkán fordulnak elő.

6.9. ábra. Változtatható hullámellenállású negyedhullámú illesztőtranszformátor mechanikai vázlata:

(a) elölnézet; (b) oldalnézet;(c)tartóelem részletrajza

Az Omega-illesztés

Tartalom

A negyedhullámú illesztőcsonk (stub)