Handleiding 1:4 BalUn 600 Watt voor Off center fed antenne (windom antenne)

Deze Handleiding voor de 1:4 BalUn 600 Watt helpt u stap voor stap met het bouwen van de zelfbouw kit. Als een off center fed antenne (windom antenne) met een coax kabel vanaf de set wordt gevoed is het noodzakelijk om een 1:4 BalUn te gebruiken. BalUn staat voor Ballanced – Unballanced. Hierdoor passen we een ongebalanceerd voedingssysteem (coaxkabel) aan op een gebalanceerd antennesysteem. De karakteristieke impedantie van een off center fed antenne (windom antenne) is ongeveer 200 tot 300 Ohm. De transceiver heeft een impedantie van 50 Ohm, daardoor moet er ook een impedantie aanpassing worden gemaakt.

Deze 1:4 BalUn maakt gebruik van een symmetrische 1:4 impedantie aanpassingstrafo. De 1:4 BalUn 600 Watt is geschikt voor QRO gebruik. De belangrijkste reden om een goede BalUn te gebruiken is om er voor te zorgen dat de coax kabel geen onderdeel wordt van het antenne systeem en hierdoor dus gaat mee stralen. Dit heeft allerlei vervelende effecten tot gevolg, denk aan: interferentie, inspraak, verstoord stralingspatroon van de antenne, onrustigere ontvangst. Dit laatste komt doordat niet alleen de mantel van de coaxkabel gaat stralen als er wordt gezonden maar de mantel werkt ook als ontvangstantenne.

Er worden twee FT240-43 ferriet ringkernen gebruikt, één voor de BalUn en één voor de aanpassingstrafo. De belangrijkste eigenschap van een BalUn is maximale demping van mantelstromen met minimaal verlies/vervorming van het signaal. Er is op internet en zelfs in literatuur heel veel informatie te vinden over het maken van een BalUn, alleen zijn er helaas ook heel veel ontwerpen te vinden die niet of nauwelijks werken. Dit ontwerp is er één die wel bewezen goed werkt!

De behuizing

In deze stap voor stap handleiding voor de 1:4 BalUn 600 Watt beginnen we met het aftekenen en boren van het gat voor de coax connector aansluiting. De diameter van dit gat bedraagt 16 mm. Het boren van dit soort relatief grote gaten gaat het makkelijkst met een “platenboor”. (Google is your friend, als je nog nooit van zo’n ding hebt gehoord)

TIP: plaats het gat zo hoog mogelijk (richting deksel) daardoor is het aansluiten later wat eenvoudiger. (Het midden van het gat op 1,5 cm van de rand)

Nadat het 16 mm gat is geboord zetten we het chassisdeel in het gat waardoor de positie van de bevestigingsgaatjes makkelijk zijn af te tekenen. Ik heb er hier voor gekozen om het chassisdeel met 4 schroefjes vast te zetten maar 2 stuks is ook een optie. Deze gaatjes kunnen met 3,5 mm worden geboord.

Vervolgens gaan we verder met het aftekenen en boren van de gaten voor de antenne aansluiting en de trekontlasting. Zeker voor langere of permanente antennes is het aan te raden een trekontlasting te gebruiken Het gat voor het RVS oog wordt met 6 mm geboord en het gat voor de antennekabel aansluiting met 5 mm. Uiteraard zijn de posities daarvan naar eigen inzicht te bepalen. Nadat alle gaten geboord zijn kunnen alle onderdelen worden gemonteerd zoals op onderstaande foto. Gebruik voor de antenne aansluitingen boven en onder de M5 kabelschoen de meegeleverde getande veerringen (deze zitten dus allebei in de behuizing en niet aan de buitenkant), dan gaat het boutje nooit meedraaien tijden met aansluiten van een antennedraad. Plaats aan de buitenkant een vlakke sluitring en vervolgens een M5 moer.

Doordat er voor deze 1:4 BalUn twee ringkernen worden gebruikt moet het bevestigingsplaatje worden verhoogd. Plaats ook de M3 afstandhouders zoals op onderstaande afbeelding. Er zitten extra moertjes om de afstandhouders omdat ze anders de behuizing kunnen beschadigen.

De BalUn

Nu wordt het tijd om aan het echte werk te beginnen, de ringkernen voor de BalUn en de symmetrische aanpassingstrafo. Er is gekozen om in deze kit draad te gebruiken met PTFE afscherming voor zowel de BalUn en de impedantie aanpassingstrafo. Er moeten dus twee kernen gewikkeld worden. LET OP: De kernen lijken vrijwel het zelfde maar zijn anders gewikkeld!

Aller eerst de 1:1 BalUn (mantelstroomfilter):

We beginnen met het vastzetten van twee draden door middel van een tyrap, dit maakt het een stuk makkelijker. Houd aan de onderzijde ongeveer 7 cm draad lengte over, dit is ruim voldoende. Wikkel vervolgens de eerste 12 wikkelingen op de helft van de ringkern zoals op onderstaande foto. Zorg dat de wikkelingen strak langs elkaar worden gelegd.

Wikkel vervolgens 12 wikkelingen op de tweede helft. Let er op dat de draden exact zo worden gewikkeld zoals in het voorbeeld, verwissel geen kleuren of wikkel richtingen. Aan de onderzijde van de foto is te zien dat vier draden aan de bovenkant van de ringkern zitten, de twee blauwe draden tegen elkaar en de zwarte draden aan de buitenzijde. Aan de bovenzijde van de foto is dit precies andersom, daar komen de draden onder de ringkern vandaan en hier zitten de zwarte draden tegen elkaar in het midden en de blauwe draden aan de buitenkant. Klopt dit niet, begin dan opnieuw want dan is er iets mis gegaan.

De symmetrische aanpassingstrafo

Nu is het tijd voor de 1:4 aanpassingstrafo:

Begin met het wikkelen van twaalf bifilaire windingen aan de linker kant van de kern, Houd de kleuren aan zoals op bovenstaande afbeeldingen. Aan linker zijde van de kern beginnen de draden van onderaf gezien boven op de kern en eindigen aan de bovenzijde van de kern aan de onderkant van de kern. Bij de rechter zijde is dit precies andersom, De draden beginnen van onderaf gezien ook onder de kern en eindigen aan de bovenzijde van de kern ook boven op de kern. Ik kan me voorstellen dat dit stuk tekst verwarrend klinkt, het is misschien beter de afbeeldingen aandachtig te volgen. LET OP: De 1:4 Trafo is dus anders gewikkeld dan de 1:1 BalUn.

Wikkel de 1:4 trafo zoals op bovenstaande afbeeldingen. Soldeer nu de twee binnenste draden boven aan de afbeedling aan elkaar. Zie afbeelding.

Afbouwen

HF Kits heeft een oplossing ontwikkeld voor het fixeren van de ringkernen. Met het HF Kits bevestigingsplaatje is het eenvoudig de ringkernen met een aantal kabelbinders vast te zetten. Zet eerst de ringkernen vast aan het plaatje voordat deze in de behuizing wordt gemonteerd.

Leg eerst de 1:1 BalUn neer zoals op de foto links onder. ( Blauwe draden zitten aan de onderzijde van de afbeelding tegen elkaar aan.) Leg vervolgens het HF Kits bevestigingsplaatje in het midden.  Rechts de 1:4 Symmetrische aanpassingstrafo zoals op onderstaande foto. Controleer dit goed! Leg nu het geheel op elkaar: Bovenop de 1:1 BalUn dan het bevestigingsplaatje en onderop de 1:4 trafo.

Verbind het geheel nu met 4 kabelbinders aan elkaar.

De 1:1 BalUn en de 1:4 Trafo moeten nu met elkaar verbonden worden. Aan de kant waar 4 blauwe draden en 4 zwarte draden uit het geheel steken, word de verbinding gemaakt. Solder de vier blauwe draden aan elkaar en soldeer de vier zwarte draden aan elkaar. Houd de draden zo kort mogelijk. Zorg dat de twee soldeer verbindingen elkaar niet kunnnen raken.

Nu zijn er nog zes draden over. Twee maal blauw en zwart vanaf de bovenste 1:1 BalUn en één maal blauw en zwart vanaf de onderste 1:4 trafo. De vier draden van de 1:1 BalUn moeten aan de SO239 connector worden geslodeerd. De twee draden van de 1:4 trafo moeten aan de antenne aansluitpunten worden gesoldeerd.

Plaats de BalUn in de behuizing. Maak nauwkeurig alle draden op lengte.

  • De twee blauwe draden van de bovenste 1:1 BalUn gaan naar de centrale pin van de SO239 connector.
  • De twee zwarte draden van de bovenste 1:1 BalUn gaan naar de massa aansluiting van de SO239 connector.
  • De enkele blauwe draad en de zwarte draad van de onderste 1:4 trafo, gaan naar de aansluit punten van de antenne. Het maakt niet uit welke draad waar wordt aangesloten.
1:4 BalUn

Toepassingen

Er zijn met een 1:4 BalUn een aantal antenne varianten te bedenken. Uiteraard dient de antenne wel een impedantie van ongeveer 200 Ohm te hebben in het voedingspunt. Sommige mensen geven de voorkeur een Delta-loop of Quad-loop antenne te voeden met een 1:4 BalUn, persoonlijk vind ik een 1:2 BalUn voor dat doel een betere keuze. De 1:4 BalUn is uitermate geschikt voor het voeden van een “Off center fed antenne” ook wel “Windom antenne” genoemd. De antenne is een halve golflengte (of veelvoud hiervan) lang en wordt gevoed op 1/3 van de totale lengte. Bijvoorbeeld een draad met een totale lengte van ongeveer 20 meter, gevoed op 1/3 van de lengte. Dus vanuit het voedingspunt een draad van 6,66 mtr en 13,33 mtr. Deze antenne is te gebruiken voor de 10, 20 en 40 meter band. De antenne is namelijk een halve golflengte voor de 40 meter band, een hele golflengte voor de 20 meter band en twee hele golflengtes voor de 10 meter band. In onderstaande afbeelding is het stroomverloop te zien van deze antenne voor de eerder genoemde banden. De gele lijn laat het gemeenschappelijke voedingspunt zien van +/- 200 Ohm.

Off center fed current

Afstellen

Hang de complete “Of center fed antenne” met wat extra draadlengte op de gewenste plek. Maak de antenne op de juiste lengte met behulp van een antenne analyser of SWR meter. Bedenk altijd: afknippen kan, bijknippen niet! Dus knip niet te enthousiast. Zorg altijd dat je van beide zijdes in de juiste verhouding evenveel afknipt om de antenne symmetrisch te houden. Dit wil zeggen, knip twee keer zoveel van de lange draad dan van de korte draad. Dus als u de antenne 15 cm wilt inkorten, knip dan 5 cm van het kortste stuk draad en 10 cm van het lange stuk draad.

Meer info

De BalUn en aanpassingstrafo hoe zit het precies?

Interesse?

1:4 Balun zelfbouwkit 600 Watt