Alimentador equilibrado: alimentador doble de antena

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El alimentador de antena equilibrado puede proporcionar algunos beneficios distintos cuando se utiliza con antena equilibrada para sistemas de comunicaciones por radio HF y similares.

El alimentador de antena equilibrado también se conoce con varios otros nombres, incluyendo el alimentador doble y el alimentador de cinta. El término alimentador de alambre abierto o línea de transmisión de alambre abierto se utiliza a menudo para describir una forma particular de alimentador equilibrado que consiste en dos cables separados con espaciadores.

El alimentador equilibrado es una forma de alimentador de antena que se puede utilizar para alimentar antenas equilibradas (es decir, antenas que no tienen una conexión llevada a tierra).

El alimentador equilibrado se utiliza principalmente en frecuencias inferiores a 30 MHz, pero en teoría se puede utilizar en cualquier frecuencia. También tiende a utilizarse para comunicaciones por radio de alta potencia, a menudo con estaciones de potencia media o relativamente alta donde se pueden acomodar sus requisitos especiales.

Como su nombre indica, el alimentador equilibrado ofrece la ventaja de estar equilibrado, es decir, no tener un lado conectado a tierra. Además de esto, puede proporcionar una forma de alimentador de antena que proporciona bajos niveles de pérdida, siempre que no pase cerca de otros objetos.

El alimentador equilibrado se utiliza menos que el alimentador coaxial o coaxial, una de las principales razones de esto es que se ve afectado por objetos cercanos y, como resultado, no es tan conveniente de usar. No funciona bien si se pasa a través de una casa de la misma manera que se puede lograr con el alimentador coaxial.

Conceptos básicos del alimentador equilibrado

Un alimentador equilibrado o doble consta de dos conductores paralelos a diferencia del coaxial que consta de dos conductores concéntricos. Estos dos alambres se mantienen separados a un espaciado constante, ya sea por un plástico de espaciado continuo o casi continuo entre los dos alambres, o por espaciadores colocados a lo largo de los dos alambres a intervalos regulares.

Cuando se transportan señales de radiofrecuencia, las corrientes que fluyen en ambos cables corren en direcciones opuestas, pero son iguales en magnitud. Como resultado, la estructura uniforme de la línea de alimentación, los campos generados por las corrientes que fluyen generan campos electromagnéticos iguales y opuestos que tienden a cancelarse entre sí. El resultado es que hay una radiación mínima o captación y una pérdida mínima a lo largo del alimentador equilibrado (si la resistencia de los cables es baja).

Para que el alimentador equilibrado funcione satisfactoriamente, se debe mantener el equilibrio entre los dos cables. Cualquier desequilibrio hará que irradie o recoja señales. Incluso los objetos cercanos pueden causar un desequilibrio.

Es por esta razón que ejecutar este tipo de alimentador alrededor de los edificios, o incluso en ellos, da lugar a una caída significativa en el rendimiento.

Además, para garantizar un funcionamiento eficiente, el espaciado de los conductores se mantiene normalmente dentro de aproximadamente 0,01 longitudes de onda.

Como resultado del espaciado requerido, los feeds equilibrados tienden a utilizarse más ampliamente para aplicaciones de HF y rara vez se utilizan para aplicaciones de comunicaciones por radio VHF, UHF, etc. Otra razón es que tiende a ser utilizado para comunicaciones de radio de alta tensión es que para VHF y UHF, la mayoría de las aplicaciones tienden a necesitar la flexibilidad del coaxial donde las instalaciones necesitan que el alimentador se ejecute muy cerca de otros objetos.

Alimentador equilibradoAlimentador doble una forma de alimentador equilibrado

Impedancia equilibrada del alimentador

Al igual que el cable coaxial, la impedancia del alimentador doble se rige por las dimensiones de los conductores, el espaciado del conductor y la constante dieléctrica del material entre ellos.

Tipos de alimentador equilibrado

El alimentador equilibrado puede tomar una variedad de formas. Se utilizan diferentes formatos para diferentes aplicaciones, ya que cada tipo tiene diferentes características físicas.

  • Alimentador de alambre abierto: Un alimentador de «cable abierto» se puede hacer teniendo dos cables que corren paralelos entre sí. Los espaciadores se utilizan cada quince a treinta centímetros para mantener el espaciado del alambre. Por lo general, estos están hechos de plástico u otro material aislante. Por lo general, este alimentador puede tener una impedancia de alrededor de 600 ohmios, aunque depende mucho del cable y del espaciado utilizado.El alimentador de cable abierto se utiliza a menudo para antenas de HF para sistemas de comunicaciones por radio. El espaciado es típicamente de unos pocos centímetros (dos pulgadas más o menos), pero esto depende en gran medida de los espaciadores utilizados. El alimentador de alambre abierto normalmente no se compra, sino que se hace a partir del cable y los espaciadores que se pueden comprar en tomas de radioaficionados o antena especializadas.Normalmente, el cable y el espaciado se seleccionan para dar la impedancia requerida.
  • Alimentador equilibrado de cinta: El alimentador también se puede comprar como alimentador de cinta plano de 300 ohmios que consiste en dos cables espaciados con un plástico transparente. Esta es la forma más común y es el tipo que se utiliza para fabricar antenas temporales VHF FM. Si se utiliza fuera de este tipo, absorbe agua en el dieléctrico plástico. Esto no solo aumenta significativamente la pérdida en días húmedos, sino que la humedad absorbida hace que el alambre se oxise, lo que a su vez conduce a un aumento de las pérdidas a largo plazo.Esta forma de alimentador equilibrado rara vez se utiliza para aplicaciones de rendimiento. Es más ampliamente utilizado para la radio FM doméstica y muy pocas otras aplicaciones. Algunos sintonizadores VHF FM tienen una entrada equilibrada de 300Ω para este tipo de antena. A menudo se puede alimentar usando el alimentador de cinta.Es necesario no confundir este cable de «cinta» con el cable plano multihilo que a menudo es multicolor o gris/azul y se utiliza para conectar circuitos digitales utilizando conectores de tipo desplazamiento de aislamiento.
  • Línea de escalera: El alimentador también se puede comprar con un dieléctrico de plástico negro con agujeros ovalados o rectangulares en la separación dieléctrica. Estos dan la apariencia de que el alimentador se parece un poco a la escalera. Este tipo ofrece un rendimiento mucho mejor que las variedades de plástico transparente que absorben agua si se utilizan fuera. En consecuencia, se puede utilizar en muchos sistemas de dipolo y otras antenas para comunicaciones por radio HF.La línea de escalera se puede comprar con una variedad de diferentes valores de impedancia. Los valores típicos son 300 Ω y 450Ω.
    • Flexión de 75Ω: Este tipo de alimentador equilibrado se parece un poco a la flexión de doble red de baja corriente ordinaria. Tiene cada cable aislado, y el cable general tiene una capa aislada adicional. De hecho, el cable de baja corriente a menudo se puede utilizar en esta aplicación porque tiene una característica de impedancia de RF bastante cercana a 75Ω.Este alimentador de 75Ω se puede utilizar para alimentar un dipolo de media onda y luego hacer la transición al coaxial usando un balun 1:1 en un punto adecuado. Esto permite que la baja pérdida del alimentador equilibrado se utilice al aire libre y se combine con la comodidad del coaxial para carreras dentro de los edificios. Dicho esto, la gran ventaja del alimentador de alambre abierto es que el dieléctrico es aire y las pérdidas son extremadamente bajas. Este cable está encapsulado en plástico y a menudo los cables están aislados, por lo que esto introducirá algunas pérdidas adicionales en el sistema.

    Fabricación de un alimentador equilibrado Open Wire

    Es muy fácil hacer una longitud de alimentador de alambre abierto siempre que estén disponibles los componentes adecuados. De hecho, todo lo que se necesita son las dos longitudes iguales de alambre y suficientes espaciadores.

    El cable puede ser un cable adecuado: el cable de antena de cobre estirado duro es bueno, ya que no se estira: es posible que el alimentador cuelgue ligeramente desigualmente y esto podría estirar un cable más que el otro, lo que da lugar a longitudes desiguales y, por lo tanto, a un desequilibrio.

    Los espaciadores pueden ser casi cualquier dieléctrico aislante que se pueda diseñar para unirse a ambos cables. Es posible comprar espaciadores de plástico especialmente hechos de un especialista en antenas de radioaficionados, o alternativamente otro material plástico con agujeros perforados para que los cables pasen. Una persona incluso usó viejos estuches de plástico para bolígrafos, pero se requeriría mucha escritura para usar suficientes bolígrafos para esto.

    Tiene que haber un método para asegurar los espaciadores en su posición – los comprados generalmente «ajustan» sobre el alambre, pero los caseros necesitarán fijación – un pegamento epoxi de manchas en el alambre a cada lado del espaciador debe funcionar.

    Al menos con espaciadores caseros, es posible seleccionar el espaciado para obtener el espaciado requerido y, por lo tanto, la impedancia característica del alimentador para el alambre utilizado.

    Los espaciadores deben estar espaciados, generalmente espaciados por igual a lo largo de la longitud del alimentador.

Uso de un alimentador equilibrado

Hay una serie de puntos a tener en cuenta cuando se utiliza un alimentador equilibrado si se desea obtener el mejor rendimiento y flexibilidad.

  • Manténgase alejado de los objetos cercanos y especialmente de los edificios: Para que el alimentador equilibrado pueda funcionar eficazmente, los campos de los dos cables deben equilibrarse entre sí. Esto solo puede suceder cuando el alimentador se utiliza en espacios abiertos. Si están pegados a una torre, o cerca de ella, si se introducen en un edificio, etc., entonces el equilibrio se ve comprometido y el alimentador no funcionará correctamente. En estas circunstancias, puede irradiar y captar señales a lo largo de la longitud del alimentador a un grado dependiente del desequilibrio. También aumentará el nivel de pérdida.Como resultado, el alimentador equilibrado tiende a utilizarse para conectarse a una antena para tener en cuenta la baja pérdida y la alta capacidad de VSWR, y luego puede haber una transición al cable coaxial – esto debe hacerse correctamente.
  • Utilice un balun para convertir a coaxial: Para muchos sistemas de comunicaciones por radio, es necesario pasar de un alimentador equilibrado al cable coaxial. Esto se logra usando un elemento llamado balun. Es una transición equilibrada a desequilibrada. Hay muchas maneras de implementar un balun, desde usar un transformador, hasta estranguladores, etc.

    Nota sobre baluns de antena:

    Los baluns se utilizan con muchas antenas y sus sistemas de alimentación para cambiar de un sistema equilibrado a un sistema desequilibrado, o viceversa. Pueden tomar muchas formas y usarse en muchos sistemas de antenas.

    • Utilice una ATU: Una de las ventajas de usar un alimentador equilibrado es que los niveles de pérdida son bajos. En consecuencia, pueden funcionar de manera muy satisfactoria con altos niveles de VSWR, y de hecho muchas antenas están diseñadas para funcionar de esta manera. Si bien existe la necesidad de una transición de equilibrado a desequilibrado, también es necesario garantizar que haya una buena coincidencia, especialmente para cualquier transmisor que se utilice.
    • Baja pérdida: Uno de los beneficios de usar un alimentador equilibrado es que tiene una baja pérdida en comparación con el cable coaxial – esto realmente se aplica al formato de alambre abierto. Aquí se utilizan pequeños espaciadores para mantener los cables separados, pero la mayoría del dieléctrico es aire, y esto proporciona niveles extremadamente bajos de pérdida. Si las tiradas largas del alimentador se pueden mantener al aire libre, entonces se puede utilizar con buenos resultados, y se puede hacer una transición a coaxial cuando se acerca a un edificio, etc.

     

    Aunque el alimentador equilibrado es menos utilizado que el cable coaxial, se puede demandar con muy buen efecto en una serie de aplicaciones diferentes, especialmente para diversas formas de antena utilizadas para las comunicaciones por radio de alta frecuencia.

 

 

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