75 ohmin koaksiaali syöttölinjana (Ässä)

TV-antennikaapelit
TV-koksiaalikaapeleita, Kuva: Cable / Ken Fager, CC BY-NC SA 2.0 (kuvaa on rajattu)

Taustaa

112-aallonosa muuntajalla voidaan täydellisesti sovittaa 50 ohmin kaapeli (tai radion antennilähtö) 75 ohmiseen kaapeliin ja tarvittaessa taas takaisin 50 ohmin kaapelille (tai antennille).

112-aallon un-un muuntajan voi toteuttaa kahdella tavalla

Perinteinen tapa tehdä tällainen un-un on toroidimuuntajalla ferriittirengassydämen ympärille käämityin johdinkierroksin, jolloin saadaan tarvittaessa erittäin laajakaistainen sovitus.

Toinen vähemmän tunnettu, mutta edellistä edullisempi tapa on käyttää kahta sarjaan kytkettyä 75 ohmin ja 50 ohmin koaksiaalikaapeleiden pätkää, jotka mitoitetaan käytetyn taajuusalueen keskitaajuuden tarkan aallonpituuden 112-aallonosien mukaan.

Jälkimmäinen tapa toteuttaa 112-aallon un-un on aina kapeampikaistainen kuin em. toroidimuuntaja, mutta jos käyttötarkoitus on vain yhden aaltoalueen antennin syöttölinjan sovittaminen, sopii se tällaiseen tarkoitukseen kuitenkin erinomaisesti. LA/CB-radioantennien syöttö on tällainen esimerkkitapaus.

50 ohmia 75 ohmiin ja takaisin 50 ohmiin 112-aallon koaksiaalisovittimin

112-aallonpituuden sovittimissa käytettävien 50 ja 75 ohmin koaksiaalikaapelin pätkien pituuden määräävät haluttu mitoitustaajuus ja käytetyn kaapelin vaimennuskerroin. Foamieristeisellä kaapelilla vaimennuskerroin on 0,84 ja polyeteenieristeisellä 0,65.

50 ohmia 75 ohmiin
50 ohmia 75 ohmiin

LA/CB-käytössä kannattaa mitoitustaajuus valita alueen keskeltä eli kanavalta 20. Kanavan 20 taajuus on 27.205 MHz ja sen aallonpituus on tarkalleen 11,03m. Kun tämä aallonpituus jaetaan 12:lla, se tekee 0,919m. Tämä ei kuitenkaan ole oikea sovittimien 50 ja 75 ohmisten koaksiaalikaapelin pätkien pituus, vaan vielä on otettava huomioon lyhennyskertoimet.

Jos kaapeleissa on eristeenä polyeteeni on taajuuden 112-aallonpituus 0,919 kerrottava vaimennuskertoimella 0,65 jolloin tulokseksi saadaan 0,597m eli 597mm. Jos kaapeleiden eristemateriaali on foamia (valkoinen vaahtomuovi) saadaan kaapelinpätkien mitoiksi 0,919 × 0,84 = 0,772m.

112-aallonmitan koaksiaalisovittimien kasaaminen

Alla olevasta kuvasta nähdään miten 112-aallon sovitinkaapeleiden pätkät juotetaan yhteen ja suojataan liimakutistesukalla. Kuvien mukaisesti sovitekaapelit toisiinsa juottaen säästytään RF-liitinten käytöltä ja saadaan silti hyvin toimivat 50 ohmia 75 ohmiin ja 75 ohmia 50 ohmiin sovittimet.

Koaksiaalisovittimen kasaaminen
Koaksiaalisovittimen kasaaminen

Sovitekaapeleiksi kannattaa valita sellaisia kaapeleita, joissa manttelin materiaali on juotettavaa eli kuparia. Kulutuselektroniikan 75 ohmisissa kaapeleissa se on usein alumiinia ja joskus tätä näkee myös halvimmissa 50 ohmisissa kaapeleissa. Hyviä sovitekoaksiaalien kaapeleita tähän tarkoitukseen ovat 75 ohminen perinteinen RG-59 kupariverkkomanttelilla ja 50 ohminen perinteinen RG-58 tinatulla kupariverkkomanttelilla. Kummankin kaapelityypin keskieristeenä on usein (esimerkkikuvissakin esiintyvien kaapeleiden tapaan) hieman läpikuultavaa polyeteeniä, jonka vaimennuskerroin on 0,65.

Jos juotokset haluaa tehdä ammattimaisesti, kannattaa sekä keskijohtimen että manttelin liitos valmistaa käyttämällä juotosspiraaleja.

Kuuman karvan ja vaipan juotosliitokset kannattaa suojata hyvin. Jos suojaat kuuman karvan liitoksen teflonsukalla, kestää se manttelin juotoksen hyvin.

Muuta huomioon otettavaa

RG-59 kaapelia käytettäessä kannattaa ottaa huomioon että sen keskijohdin on täyteistä aivan kuten Aircell 5 kaapelissakin, eikä siten ole tarkoitettu paikkoihin joissa kaapeli pääsee esim. tuulessa heilumaan. RG-6 ja Tellu 13 kaapeleissa on vaippa usein alumiinifoliota ja sen luotettava kiinnittäminen tavallisiin RF-liittimiin on hankalaa ja liitokset käyvät herkästi pätkimään. RG-11 on häviöiltään alhaisinta, paksuudeltaan suunnilleen RG-213 kokoluokkaa ja siinä on useimmiten kunnollinen vaippa ja monisäikeinen keskijohdin. RG-11 soveltuu siis pidemmille kaapelimitoille ja sitä saa monesti halvemmalla kuin RG-213 kaapelia.

Kulutuselektroniikan 75 ohmisia koaksiaalikaapeleita on tarjolla hyvinkin halvalla, jopa alle 20€ per 100m rulla. Näiden vaimennuskertoimet ja rakenteet löytyy usein netistä kaivelemalla kaapelin tyyppinumeraalilla. Monet on valitettavasti RG-6 / Tellu 13 tyyppisiä joissa siis vaippa on alumiinifoliota, mutta olen joskus tavannut malleja joissa on folion lisäksi kuparipunos siinä folion päällä, tällaista voi hyvin käyttää myös tavallisten UHF-liittimien kanssa.

Jos sovitettavana 75 ohmisena syöttölinjana käyttää kaikkein halvimpia kulutuselektroniikan TV-kaapeleita, kannattaa sovitteet kytkeä niihin (RG-6 tai Tellu 13 kaapelille tehdyin) puristettavin tai kierrettävin BNC-liittimin. Vapaamittaisen 75 ohmin syöttölinjan päihin kannattaa tällöin käyttää kaapeliin kierrettävää tai puristettavaa 75 ohmin BNC-urosliitintä. 112-aallonmitan sovittimien 75 ohmisissa päissä (50 ohminen sovitekaapelin pää) voi tällöin käyttää joko juotettavaa tai puristettavaa 50 ohmista BNC-naarasliitintä. Toinen vaihtoehto on käyttää tässäkin BNC-urosliitintä ja tämän sekä syöttölinjan päässä olevan kierrettävän BNC-urosliittimen väliin sopivaa BNC-naaras/BNC-naaras adapteria.

Yhteenveto

Tälläisen sovittimen käyttö mahdollistaa siis minkä tahansa mittaisen 75 ohmisen kaapelin käytön syöttökaapelina CB-puhelimen ja antennin välissä, ilman että sovitus huononee. Kannattaa kuitenkin huomata että 75 / 50 = 1.5:1 eli kovin suuresta SWR:n noususta tuossa 50 ohmin ja 75 ohmin epäsovituksessa ei ole kyse. Jos käytät vaakadipolia jonka syöttöpisteen impedanssi on oikeissa olosuhteissa n. 73 ohmia, 75 ohminen koaksiaalikaapeli on passeli sen syöttämiseen.

112-aallon kaapelimallin un-un muuntajan rakennusohjeet ja tietoa tällaisen sovitteen suorituskyvystä löytyy täältä: http://www.cv.nrao.edu/~demerson/twelfth/twelfth.htm
Syvällisempää teoriaa aiheeseen liittyen: http://www.physics.princeton.edu/%7Emcdonald/examples/impedance_matching.pdf