Balun y Adaptadores de impedancia

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Balun y Adaptadores de
impedancia

Se dice que un sistema de transmisión
esta “adaptado” cuando entre una fuente
de energía y un receptor se trasfiere la
máxima potencia.
Definición

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
Adaptadores de linea

Balun coaxial

Balun trombone

Balun bazooka

Balun con transformador de ferrita

Balun choke
Tipos de balun

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
Balun coaxial

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
Balun trombone λ 2

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
Balun bazooka
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
Balun de ferrita
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

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
Balun choke

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

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.
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
T - match
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
Donde:
La impedancia de entrada se puede calcular mediante:
La admitancia de entrada:
Diseño
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

Este tipo de acople se usa en antenas
transmisores y receptores, y resisten
potencias relativamente altas.
Gamma match
-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
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
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

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