http://www.ea1ddo.es/balun/balun_ea1ddo_para_antenas_cubicas.html
Basta colocar a malha coaxial no GND, a um quarto de onda contado a partir do ponto de alimentação da antena. O detalhe a ter em mente é que ao medir esse quarto de onda, o fator de velocidade correto deve ser aplicado, e NÃO é o fator de velocidade do coaxial "normal".O fator de velocidade de um cabo coaxial é dado pelas características de seus materiais, principalmente do isolamento entre o condutor e a malha. Mas nosso balun não vai funcionar com as correntes que vão para dentro do coaxial, mas só nos interessa aquelas que vão para fora, o famoso I3 do W2DU
Em um sistema de antena rádio-coaxial corretamente balanceado, a corrente I3 deve ser mínima, mas se uma antena cúbica alimentada com cabo coaxial não estiver equipada com um balun, teremos correntes I3 significativas fora do coaxial que farão com que a antena se não funcionar a 100%, o coaxial irá irradiar, fará parte da antena e causará interferência em outros dispositivos.
Portanto, o fator de velocidade que nos interessa para este balun não é aquele que podemos encontrar nas características técnicas do cabo, é outro que depende do tipo de bainha externa que o cabo possui, que geralmente é PVC preto ou similar . Esse é o material que vai afetar o I3 e nunca vi esse fator velocidade na ficha técnica do cabo. Suponho que poderia ser calculado, mas não acho que valha a pena.
Perguntei a Jim e ele me disse para subtrair 2% do quarto de onda (fator de velocidade 98%).
Hartmut me direcionou para a página DK7ZB onde ele explica seu DK7ZB-Match e lá Martin diz;
A parte externa da blindagem possui ar (e um pouco de isolamento) ao redor e VF = 0,97
Também encontrei o seguinte na página de Tom W0IVJ ;
Portanto, ao calcular o comprimento elétrico do cabo coaxial, você deve usar 0,67 para a parte da linha de transmissão e 0,95 para a blindagem externa.
Portanto, temos 0,98 de Jim, 0,97 de Martin e 0,95 de Tom.
Suponho que as diferenças dependam do material da capa, espessura, qualidade, tipo de malha, etc.
Mas podemos arredondar para 0,97, que é -3%.
Abaixo segue uma tabela com as medidas do Balun EA1DDO nas frequências mais comuns:
Portanto, basta medir o cabo coaxial, desde a ponta da antena, um quarto de onda menos 3%, e nesse ponto cortar um pouco a capa do cabo, o suficiente para poder fazer uma ponte para o terra ou terra. Normalmente nesse ponto o terreno mais próximo que temos é a lança, que através do mastro e da torre deve ir até o terra.
A ponte nada mais é do que fazer o contato elétrico entre a malha coaxial e o boom.
Pode ser feito com pinça, fio soldado, kit de aterramento, etc. Você pode até colocar um conector fêmea com suporte de metal na lança e conectar o downrod ali.
Cabe a cada pessoa escolher o sistema de contacto a utilizar. Claro, é recomendado que o ponto do coaxial onde é feita a conexão seja protegido da chuva, portanto após o corte deve ser vedado de alguma forma, por exemplo com silicone, graxa ou qualquer outro produto.
Um detalhe, embora eu sempre fale em onda 1/4, pode realmente ser qualquer múltiplo ímpar de 1/4, como 3/4, 5/4, 7/4, etc.
Isso é útil se, por exemplo, 1/4 de onda menos 3% não atingir o boom, então podemos medir 3/4 de onda menos 3% e o resultado seria o mesmo.
A explicação de como funciona é a seguinte.
Como disse acima, a antena cúbica é uma antena “equilibrada”, o que significa que ambos os lados têm o mesmo potencial de terra. O oposto disso seria uma antena desequilibrada como a vertical, onde a malha e as radiais normalmente vão para o terra. O cabo coaxial também é desbalanceado, pois sua malha vai ao terra através do conector e do chassi do rádio. Ao conectar uma antena balanceada a um cabo não balanceado, estamos aterrando um dos braços da antena, de modo que as correntes são desviadas desse braço da antena para o solo, como pode ser visto no desenho acima. O ideal seria utilizar um cabo balanceado, como linha paralela ou “ladder”, mas hoje em dia quase não é utilizado por apresentar outros inconvenientes. Portanto, temos a antena balanceada (cúbica, yagi, etc.) conectada a um cabo coaxial não balanceado, e ela produz a corrente I3 de um braço da antena para o terra, e essa corrente I3 passa pela parte externa da malha coaxial. Se fosse uma antena multibanda, teria que ser usado um balun ou choke que permite o uso em várias frequências, mas como todas as cúbicas são de banda única, podemos usar este "EA1DDO Balun", que só funciona para single antenas de banda de 50 OHm. Aterrando um quarto de onda da malha coaxial, fazemos aquele pedaço de ressonância coaxial, é uma espécie de toco. O quarto de onda tem muitas propriedades e uma delas é que na extremidade oposta ao terra a impedância é muito alta, muito alta, e isso significa que a corrente I3 não pode ser direcionada em seu caminho, fechamos seu caminho, forçando-o para seguir o caminho certo, o braço da antena. Com alguns desenhos você consegue entender muito melhor.
No desenho anterior parece uma antena sem balun, ela perde parte da corrente em um dos braços e desce pela parte externa do coaxial até terra.
Isso faz com que a antena irradie mal, perca energia e também crie interferência em outros dispositivos em casa. Além disso, o SWR varia com o comprimento do coaxial.
Com o balun você pode ver como as duas correntes nos dois braços da antena são praticamente iguais e não há mais correntes pela parte externa do coaxial em direção ao rádio.
O desempenho da antena é muito superior.
Observação:
Embora em teoria este balun funcione perfeitamente, na prática pode não funcionar 100% em alguns casos. O problema vem da ligação à terra, do comprimento da lança, da distância entre a ligação e a terra, etc. Em altas frequências geralmente funciona bem, uma vez que o boom geralmente é maior que o comprimento de onda, e a distância até o solo também costuma ser grande (em comprimentos de onda). Por outro lado, nas bandas de HF, principalmente nas mais baixas, esta distância ao solo pode ser de um quarto de onda ou meia onda, ou seus múltiplos, e afetar o desempenho deste balun.
Portanto, a sua eficácia depende da localização de cada antena. É melhor estudar a situação antes ou tentar. Se por algum motivo este tipo de balun não se adequa à sua instalação, abaixo está outro balun que também é muito simples de fazer, muito eficaz e não é afetado pelo solo, pela lança ou por objetos metálicos próximos.
Balun Coaxial 1:1
O Balun Coaxial é muito simples de fazer pois é feito com a mesma potência coaxial, tem proporção de 1:1, suporta toda a potência que o coaxial suporta e sua eficácia é muito alta. Funciona apenas para antenas de 50 OHm (existe outra versão 4:1).
Basta cortar dois pedaços de cabo coaxial normal, 50 OHm, o mesmo que alimenta a antena. Uma peça tem um quarto de onda e a outra peça tem três quartos de onda. Você deve levar em consideração o fator de velocidade do coaxial ao cortá-lo. Para a maioria dos cabos coaxiais você tem que multiplicar por 0,695.
Você tem que conectá-lo conforme mostrado no desenho, um vivo em um lado da antena, o outro vivo no outro lado da antena, ambas as malhas unidas. Na outra extremidade são unidas as três guarnições e as três malhas.
Pode ser feito por soldagem e fita adesiva, com caixa impermeável e solda ou até mesmo caixa impermeável com conectores, cada um pode fazer como achar melhor, procurando sempre fazer boas conexões e isolando da umidade.
Balun Coaxial 4:1
Como o anterior, mas na proporção de 4:1.
Ele se conecta como visto no desenho. O cabo utilizado é de 50 Ohm, o mesmo que alimenta a antena.
A linha de meia onda é cortada levando em consideração o fator de velocidade do cabo coaxial.
