ARLA/CLUSTER: Balun, Unun e outras coisas que tais

[Luís Garcia Filipe]

Boa noite.

Transformou a sua simplicidade e tornou-a genial.

Como nos baluns :)-

Explicação mais coesa impossível.

Não se preocupe com os ideais de "engenharias", são poucos os Engenheiros
deste País que nutrem verdadeira e honesta paixão por aquilo que estudaram.

Já dizia o Vasco Santana, " Canudos há muitos... "

73,

CR7AEL

No dia 23 de Janeiro de 2013 à36 18:31, João Gonçalves Costa <
joao.a.costa  ctt.pt> escreveu:

> Começámos pelas definições abreviadas de Balun e Unun, que não são mais
> que uns acrónimos ou siglas ( agrupamento das iniciais de duas ou mais
> palavras, neste caso duas ) utilizados em telecomunicações com origem na
> linguagem técnica inglesa:
>
> BALUN - É um dispositivo que "CONVERTE" sistemas Balanceados (BALanced) em
> não balanceados (UNbalanced) ou vice-versa. O Balun pode ser considerado
> também como um "TRANSFORMADOR". Portanto, muito resumidamente e
> simplificada temos duas funções para o Balun, conversor e transformador.
>
> Unun - É um dispositivo que realiza o acoplamento entre dois sistemas não
> balanceados (UNbalanced / UNbalacead) sendo na sua forma mais simples um
> transformador utilizado entre a antena e a linha de transmissão. Portanto,
> temos neste caso, principalmente aqui a função transformadora.
>
> Linhas de transmissão - como o nome indica, serve para a transferência não
> irradiada de energia de uma fonte para uma carga.
> Normalmente, utilizam-se dois tipos de linhas de transmissão com diversas
> impedâncias;
> - CABO COAXIAL (Linha Não Balanceada)
> - LINHA PARALELA (Linha Balanceada).
> No caso dos CABOS COAXIAIS utilizam-se vulgarmente impedâncias de +- 50
> Ohms ou 75 Ohms.
> Nas LINHAS PARALELAS, o mais utilizado são impedâncias de 300 Ohm ou  450
> Ohm,  podendo-se utilizar em alguns casos valores intermédios ou superiores.
>
> Linhas de Transmissão Balanceadas (vulgo LINHA PARALELA) - Consiste em
> dois condutores elétricos paralelos com um determinado diâmetro e
> afastamento ( estes, diâmetro e afastamento, determinam a sua impedância) e
> onde as tensões e correntes elétricas nos dois condutores são iguais nos
> valores em todos os planos transversais e com polaridade oposta. As perdas
> neste tipo de linhas são completamente insignificantes se comparadas ás
> distancias e frequências de trabalho com os seus "primos" cabos coaxiais,
> no entanto, qualquer pequena anomalia na instalação (por exemplo; dobrar ou
> aproximar de quais queres superfícies metálicas) altera e inutiliza
>  irremediavelmente e muitas vezes permanentemente as suas características.
>
> Linhas de Transmissão Não Balanceadas (vulgo CABOS COAXIAIS) - Ao
> contrario das linhas de transmissão balanceadas, os dois condutores
> elétricos (exemplo; núcleo de cobre unifilar ou multifilar e malha de
> cobre), tem um potencial elétrico diferente, sendo o ideal que a malha
> esteja ao mesmo potencial da "terra" ou 0 (zero). São muitíssimo mais
> fáceis de "guiar" na sua instalação, não sendo tão suscetíveis a anomalias
> externas causadas por fenómenos da indução. O cabo coaxial é construído
> normalmente num formato cilíndrico com um núcleo condutor de cobre,
> revestido por um material isolante ( dielétrico interno ) e uma malha de
> cobre; que por sua vez é revestida por material isolante com uma ou  várias
> camadas protetoras. Essa blindagem pode constituir-se de uma ou várias
> malhas ou fitas metálicas.
>
> Antenas Balanceadas - Não entrando em mais definições e como uma imagem
> (imaginem) vale mais que 1000 palavras, é o vulgar Dipolo, Vee invertidos e
> antenas análogas tipo T2FD, Windom, G5RV, etc.
>
> Antenas Não Balanceadas - Também aqui uma imagem para ajudar um fio
> comprido, tipo Random Wire, Long Wire, Beverage e todas normalmente
> alimentadas numa das pontas.
>
> Bem, agora já podemos começar  nos Baluns.
>
> Existem três grandes grupos:
> - Baluns de Tensão,
> - Baluns de Corrente,
> - Ununs.
>
> São construídos com diversas relações de transformação 1:1, 2:1, 4:1, 6:1,
> 9:1, 10:1, 12:1 ou outras quaisquer relações entre estes valores ou
> superiores.
> O ideal seria - tendo sido determinada para a frequência X, pelo
> comprimento da antena Y, com a impedância Z no ponto de ataque, realizar um
> transformador  com uma relação especifica e exata para este caso, entre a
> antena e a linha de transmissão, mas como isso não é possível, pois 99,99%
> das antenas utilizadas são para ser usadas em mais que uma frequência,
> optasse pelas relações digamos, padrão, acima enunciadas.
>
> Baluns de Tensão : Utilizam-se preferencialmente para acoplar sistemas
> balanceados simétricos caso das antenas Dipolo, Vee Invertida, T2FD,
> Windom,  etc, com o cabo coaxial, sendo este com já vimos, um sistema não
> balanceado. Assim, neste tipo de antenas idênticas ao dipolo, existem
> idealmente tensões elétricas e correntes com valores iguais (antena em
> ressonância) mas em oposição de fase, de onde cremos transferir o máximo de
> energia para um sistema não balanceado, como é o caso dos cabos coaxiais.
> Complicado é, pois, o processo inverso de transferência de energia (Cabo
> coaxial => Antena) pois existem ondas estacionárias que podem facilmente
> pôr na malha do cabo coaxial correntes indesejáveis que provocam as
> conhecidas TVI e restantes interferência. Baluns do tipo Tensão produzem
> tensões iguais e opostas a partir do seu terminal balanceado.
> Considerando-se que as antenas de baixa impedância são alimentadas por
> corrente e não por tensão, torna-se desejável que o balun apresente
> correntes iguais e opostas no seu terminal balanceado. Ganha-se muito pouco
> se forçarmos o valor das tensões nas duas partes de uma antena a serem
> iguais e opostas em relação à entrada do balun (malha do coaxial),
> independentemente de ser uma antena balanceada ou não. O campo magnético
> produzido pela antena é proporcional ao valor das correntes em seus
> elementos e não ao valor da tensão em seu ponto de alimentação.
>
> Baluns de Corrente: Também conhecidos por baluns de linhas de transmissão
> ou  também se podem chamar choques de corrente de RF, sendo nesta função
> que são mais utilizados, pois a sua principal vantagem é que mesmo que as
> antenas não estejam balanceadas simetricamente, este transformador não
> deixa, idealmente, circular correntes na malha exterior do cabo coaxial e
> dai atenuar as TVI e restantes interferências. São muito mais eficazes e
> eficientes que os seus "primos" de tensão. O Balun tipo Corrente é a melhor
> solução encontrada para aplicações quando necessitamos de operar em várias
>  bandas muito largas e que deverá trabalhar com uma antena  com um
> altíssimo desfasamento de impedância.
>
>  Infelizmente, quando os baluns se tornaram populares na instalação de
> antenas de fio (Dipolos, Vee Invertida, etc), o tipo tensão foi escolhido e
> é o mais divulgado, fazendo com que muitos fabricantes e radioamadores
> construíssem e comercializassem esse tipo de balun. Porém, são os baluns
> tipo Corrente que propiciam uma interface ideal entre o cabo coaxial, que é
> uma linha de transmissão desbalanceada, e as antenas balanceadas (Dipolos,
> Vee Invertidas e outras), afinal é exatamente isso que se espera de um balun
>
> Ununs : Num resumo livre este seria basicamrnte um "Transformador
> Combinado de Impedâncias" pois como já descrevemos anteriormente, estamos
> aqui na presença de dois sistemas não balanceados (Cabo Coaxial / Antenas
> tipo Long Wire, Beverage, etc) portanto, já não necessitaríamos da função
>  "conversora" pois temos aqui dois sistemas não simétricos de cada lado e
> somente nos interessa a sua função  "transformadora".
>
> Mitos e publicidade pouco credível :
>
> - Todos os Baluns e Unun são magnéticos ou o que isto queira dizer no
> contexto onde normalmente é aplicado, portanto, aquilo que alguns vendem
> como "Balun Magnético" para antena de fio comprido, não é mais que um Unun.
>
> - Não existe uma impedância "estática" na antena, esta varia consoante a
> sua altura do solo, frequência de trabalho, comprimento físico e elétrico,
> ponto de ataque, etc. Em ressonância um dipolo de 1/2 onda  a uma distancia
>  1/2 comprimento de onda do solo, têm ao centro 73 Ohms e nas pontas
> valores próximos ou superiores a 1 000 Ohms.
>
> - Nenhuma antena está preparada para ser eficiente em todas as bandas (por
> exemplo entre 2 ~ 30 MHz) no entanto, há antenas que podem ser
> razoavelmente eficientes em mais que uma frequência e banda.
>
> - Existem antenas que  são mais suscetíveis a captar ruídos  que outras,
> sendo as "abertas" piores que as "fechadas" (exemplo Quadra Cubica, Delta
> Loop, Skyloop, etc). Normalmente o ruído parasitário é gerado próximo da
> antena e têm polaridade vertical, assim sendo, é recomendado no caso das
> antenas tipo fio comprido ou "Random Wire" que esta tenha 2/3 do seu
> tamanho em horizontal (paralela ao solo) e 1/3 em vertical (perpendicular
> ao solo.
>
> - É muito difícil  que o radio-escuta saiba exatamente qual a polaridade
> do sinal que está a ser captado pela sua antena naquele momento, sendo este
> um dos fatores mais críticos quando se sobe na frequência "MHz" e "GHz".
>
> - No caso dos Ununs o ponto de "terra" é partilhado eletricamente com a
> malha do cabo coaxial, no caso dos Baluns pode ou não o ser, sendo
> recomendado que não seja.
>
> Todos temos noção, que isto são assuntos suficientemente complexos e onde,
> quando tentamos explicar a não "iniciados" que não tenham o mínimo de
> conhecimentos da matéria, caímos facilmente em contradições e erros graves.
> Qualquer estudante universitário na área das telecomunicações sabe que as
> cadeiras de linhas de transmissão e antenas, alem de requerem muita
> matemática são suficientemente difíceis, pois alem de tudo o mais, à
> inclusive licenciaturas só para cada uma destas áreas especificas.
>
>  Assim, que me desculpem os engenheiros e doutores, pois os erros deste
> basico artigo, mas tentar explicar sem recorrer à matemática e sendo a
> maioria dos leitores simples interessados e amadores, sem qualquer formação
> na área, torna a tarefa do divulgador, algo verdadeiramente quase
> impossível de realizar. No entanto, tentar passar de forma simples ao outro
> que não  " fala a mesma língua " e não cometer erros, só está ao alcance
> dos génios,  coisa que não é o caso deste vosso simples e humilde
> divulgador.
>
> João Costa (CT1FBF)
>
>
>
> _______________________________________________
> CLUSTER mailing list
> CLUSTER  radio-amador.net
> http://radio-amador.net/cgi-bin/mailman/listinfo/cluster
>



-- 
Cumprimentos;

Luís Filipe Garcia S.
-------------- próxima parte ----------
Um anexo em HTML foi limpo...
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