Фидер Зоммерфельда - Губо (goubau line)
n6gn pages
superkuh.com/blog/2019-11-05-1.html
Фидер Зоммерфельда-Губо это однопроводная линия передачи. Сам фидер
Зоммерфельда представляет из себя просто одиночный провод. Фидер
Губо - провод в толстом диэлектрике. Провод не должен изгибаться
более чем на 30 градусов в одной точке. Плавные повороты вполне
допускаются. Со стороны передатчика и приемника устанавливаются
конусы (в терминологии изобретателя launcher).
Помимо того что вместо тяжелого дорогого коаксиала эта линия
использует просто провод который можно протянуть туда куда не
прокинешь коаксиал она еще и имеет потери ниже чем весьма хорошие
коаксиалы.
Общий вид линии
Входное сопротивление линии зависит от диаметра провода (линя
Зоммерфельда) соотношения диаметров проводника и диэлектрика (линия
Губо)
Подробнее об этом в этом фрагменте книги Беньковского и Липинского
О фидере Губо PDF
Интересное применение - питание УКВ антенн (при чем если на УКВ
сделать биконус используя приемный конус линии Губо в качестве
противовеса УКВ антены, а в качестве штыря - сделать второй узкий
конус то сопротивление такой антенны будет в районе 300 Ом и линии
согласования не потребуется.
Внешний вид и размеры конуса для линии из провода 0.5мм без
изоляции, рабочий диапазон от 140МГц.
Картинка и размеры переведены из дюймов из этой ПДФки.
По этим размерам нарисовал 3д печатные распорки для конуса, в двух
вариантах
Launcher.zip
Launcher_econom.zip
Тест
Я изготовил довольно кривенькие пускатели, индикатор мощности на
резисторе и диоде (диод включен последовательно с резистором, чтобы
снизить влияние емкости диода) втыкается в тестер. Проводник
использовал из нержавейки, 0,5мм диаметром. Длина линии 25 шагов,
высота в нижней точке -1 метр, препятствий близко к проводнику нет.
КСВ детектора мощности в диапазоне 100-500 мгц
Показания датчика мощности напрямую в рации и через линию на
диапазоне 2м
Показания датчика мощности напрямую в баофенге и через линию 70см
диапазона
Довольно странный результат, по идее на диапазоне 70см линия должна
быть эффективнее из-за бОльшего соотношения длины волны к раскрыву
конуса, вероятно такие потери возникли из-за низкого качества
изготовления возбудителей, неровности проводников конусов и линии
клопфенштейна, что приводит к рассогласованию.
Дальнейшие действия.
Во-первых заменить линию Клопфенштейна на ШПТЛ, потому что она
неудобна в сборке, важно обеспечить сведение 6 проволок диаметром
полтора миллиметра в полумиллиметровый провод. Как? Неизбежны
ступенчатые переходы и неровности АЧХ.
ШПТЛ нормально работают на ВЧ. Например тот же guanella, намотанный
линией 93 ома работает от 1,5 до 173МГц, и то скорее всего наверху
сказалась индуктивность выводов и резистора нагрузки.
https://q82.uk/41balun-transformer
Такие трансформаторы на УКВ имеют немного иной вид, феррит там не
нужен, но понадобится коаксиал или двухпроводная линия с импедансом
100 Ом (такой импеданс имеет пара UTP - кабеля для ETHERNET)
Поскольку симметрирование линии не нужно можно остановиться на более
простом трансформаторе, тоже мотаемом 100 Омной линией
Намотанный от балды на скорую руку балун обнадеживает (скорее всего
на 500 МГц КСВ задирается из-за индуктивности резисторов нагрузки,
которые совсем не высокочастотные, надо собрать второй транс и
промерить подключив их друг к другу)
Что приводит нас к тому что нам нужна линия Губо с сопротивлением
200 Ом (или 300 если питать 75 Ом кабелем). Это провод примерно 0,6
мм диаметром.
В общем нужно буквально собрать привычный балун, только на УКВ и с
креплением для проводов конуса. Будет легко разборная и более
надежная конструкция.
Фидеры Губо широко использовались в Америке на заре тв вещания для
доставки сигнала на большие расстояния.
Согласование линии с кабелем.
Вариант трансформатора с фидером постоянного сечения.
Экспоненциальная часть воронки отвечает за согласование. Остальная
формирует плоскую волну.
Такой используется устройствами для передачи свч сигналов
вдоль линий питания
Вариант трансформатора с конусом простой формы,но с центральным
проводником переменного сечения.
Так же в теории устройство возбуждения может быть плоским,
напоминающим антенну Вивальди
(a)
3D schematic view of a planar Goubau line. (b) Structure... |
Download Scientific Diagram
Скрин плоского пускателя с размерами на 1-4ГГц, можно попробовать
масштабировать на более низкие частоты.
Полоса частот ограничена только размерами конуса-возбудителя. Формул
расчета я пока не нашел но ПДФка с размерами конусов-пускателей (и
линий-трансформаторов) из цельного листа металла на частоты от 400 и
от 140 МГц лежит тут
А пдфка с размерами конуса-пускателя и трансформатора от 140 МГц из
проволоки лежит тут
Эти линии применялись для проводки ТВ сигнала
The
"G-Line" Community TV System, November 1956 Radio & Television
News - RF Cafe
В старых советских радиорелейках
Сейчас фидеры Губо ограниченно применяются для передачи данных
по проводам ЛЭП E-Line
И для калибровки приборов определения положения луча в
ускорителях.
Presentation_Sangroula_FermiLab
copy
(PDF)
GOUBAU LINE BEAM INSTRUMENTATION TESTING, THE BENEFITS
w5jgv применял фидер Губо для запитки направленной СВЧ антенны на
мачте (старой параболы от радара)
W5JGV 1970's
Antennas
