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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第29期無線工学第1章空中線と電波 番外編〜バラン〜
[無線工学]
2021年9月11日 9時30分の記事

             第1章空中線と電波伝搬
                番外編 ”バラン”


前回、平衡と不平衡のお話をいたしました。今回は、平
衡と不平衡のものを繋ぐ場合の変換方法の 1つである
バランについてお話を致します。
次回の試験では、 出題されないと思いますが、念の為、
番外編 としてお話を致します。


それでは、その形や原理がどうなっているのかを見て行
きましょう。

[バラン]
バランには色々の種類がありますが 図-4 は、同軸ケー
ブルを使用して作っ た物です。


続きは、続きを読むをクリックしてお読みください。
全文無償で公開しています。

[受験クラブより]

貴方の受験される航空無線通信士は、自己投資に
値しない資格なのでしょうか?
新コロナ・ウィルスで中々外へもだ掛けられい今だ
からこそ、受験勉強をしてみるのも良いのでは、な
いでしょうか?


合格を手にするかどうかは、貴方次第なのです。


「時は、金なり」と言いますが、50円を有効に使えて
いますか?

本文には、見本部分の数倍の重要な記事が書いて
あります。
特に2月期の試験は、航空大学校の入学や就職に
と大変重要
な試験になります。
独学が難しい事は、特集記事でお話した通りです。
試験迄は、思った程、時間がありません。
時間を無駄にして後悔されない様、是非、本文をお
読み下さい。



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             第1章空中線と電波伝搬
                番外編 ”バラン”


前回、平衡と不平衡のお話をいたしました。今回は、平
衡と不平衡のものを繋ぐ場合の変換方法の 1つである
バランについてお話を致します。
次回の試験では、 出題されないと思いますが、念の為、
番外編 としてお話を致します。


それでは、その形や原理がどうなっているのかを見て行
きましょう。

[バラン]
バランには色々の種類がありますが 図-4 は、同軸ケー
ブルを使用して作っ た物です。


図では、同軸ケーブルの外側の導体と内側の導線のみを
描いていますので 一番外側の絶縁物と 内部導体と外部
導の間の絶縁物は、省略しています。
図の下の U 字形の部分バランです。
バランの長さは、λ/2 になっています。
それでは、原理について説明致します。
図の左上の同軸ケーブルの内部導体を流れて来た電流:
I は、a点で、平衡形ケーブ ルとバランへ I/2づつ流れます

V と書いてある下の 小さな赤い矢印は、GND ( 外側の導
体 )から見た内部の導体の電圧の極性を示します。
a 点 では、矢印が上を向いていますので、 内側の導体の
電圧は、”+”です。
そして、 バランに入ったばかりのa点での電圧は、”+”で、
電流も、同じく”+”です。

バランの出口の b 点 では、 バランの長さが λ/2 ですの
で、b 点での位相a 点に対して逆転します。
その為、V の極性を示す矢印が下を向いています。
内部導体の電圧の極性は、”−”になります。
よって平衡形ケーブルの下側では b点へ電流が流れ込み
ます。
a 点と b 点では  電流も電圧も互いに逆位相同じ大き
さですのでこれで不平衡から平衡形へ変換が出来る訳で
す。

          図-5
図-5 は、送信機からの距離が同じ地点での 導線A と 導
線B の電圧の変化を示しています。
導線A では、赤⇒青⇒赤の様に変化します。 また、導線B
では、水色⇒赤紫⇒水色の様に変化しています。
一方の導線の電圧が”+”であるときは、他方は、”−”であ
り電圧の絶対値 (大きさのみで+/−は、考えない) が同じ
で+/−(極性) が互いに逆である事を示しています。

直接、 不平衡形に 平衡形を繋ぎますと平衡形ケーブルの
2本の導線に流れる電流が違ってしまい、不平衡となってし
まいます。
ちなみに平衡形のケーブルの特性インピーダンスは、不平
衡形のインピーダンス:Zo の4倍になります。
不平衡形の 同軸ケーブル (下の図のB) の特性インピーダ
ンスは、75 [Ω]で 平衡形のリボンフィーダー ( 下の図のA
)は、300 [Ω] です。



平衡形の特性インピーダンスが 不平衡形の特性インピ−
ダンスの4倍になる理由は、以下の通りです。
再度、図-4をご覧ください。
a-b間のインピーダンスZab は、a-b間の線間電圧が a点と
b点で逆ですので 電圧が2倍の2V となります。
(a 点とb点の 矢印を見て下さい。矢印の長さが電圧の高さ
を、向きが極性を示しています。)
一方、電流はI/2 ですので、

   
        Zab = 2V/(I/2)
            =4Zo

となります。
次回は、VHF 帯とUHF 帯の電波伝搬についてのお話です

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