Радиочастотные симметрирующие трансформаторы (BALUN)

Одним из ключевых элементов передающей системы, обеспечивающим эффективную передачу энергии от передатчика к антенне, является антенный фидер. Если вам повезло иметь мощность 500 Вт, то несколько ватт тут или там могут не иметь для вас большого значения, но использование симметрирующего трансформатора имеет ряд преимуществ:

  • Устранение излучения от фидерного кабеля.
  • Делает диаграмму направленности антенны предсказуемой.
  • Значительно снижает помехи (QRM) и телевизионные помехи (TVI) соседям.
  • Помогает защитить шэк от радиочастотных помех.

Многие радиолюбители просто подключают два конца коаксиального кабеля к балансной антенне с центральным питанием. Проблема заключается в том, что ток в оплётке коаксиального кабеля должен быть равен току в центральном проводнике.

Таким образом, коаксиальная оплётка излучает, «искажая» диаграмму направленности антенны, а также возвращает радиочастотные сигналы обратно в шэк (мимо соседского телевизора) и на землю шэка. Это происходит, когда вы обжигаете губы о микрофон, если используете большую мощность радиочастот. Так что же нам с этим делать?

Здесь (выше) вы видите два метода. Первый — простой автотрансформатор. Высокочастотное напряжение удваивается и балансируется относительно центральной точки. Этот метод увеличивает сопротивление фидера антенны в четыре раза, поэтому при использовании фидера сопротивлением 50 Ом он подходит для питания антенн с сопротивлением 200 Ом, например, петлевых диполей. Второй метод — простой трансформаторный изолятор — грубо, но эффективно.

Отводя катушку, можно добиться соотношения сопротивлений 1:1 и усилить эффект второго грубого метода. На практике каждая обмотка будет идентична остальным, чего можно добиться, скрутив два изолированных провода и намотав несколько витков вокруг кусочка феррита.

Здесь мы видим три куска провода, скрученные вместе и намотанные на ферритовое кольцо. Этот метод позволяет добиться соотношения импедансов 1:1 для питания низкоомных антенн, таких как полуволновые КВ-антенны. Этот трансформатор — симметрирующий трансформатор имеет очень широкую полосу пропускания и подходит для всего КВ-диапазона. В качестве трансформатора можно использовать практически любое ферритовое кольцо мощностью до 50 Вт.

Здесь мы видим тот же балун, намотанный на куске феррита от старого транзисторного радиоприёмника. Он тоже будет работать хорошо, но допустимая мощность может немного снизиться.

Для работы на УКВ наиболее распространённой балансной антенной является петлевой диполь с импедансом несколько выше 50 Ом. Для питания балансных антенн на УКВ лучше всего подходит симметрирующий трансформатор 4:1. Ферритовые сердечники не так хорошо работают на УКВ, но полуволновой коаксиальный кабель подойдёт. Правильная длина кабельной петли определяется коэффициентом укорочения кабеля, умноженным на расчётную половину длины волны. Этот тип симметрирующего трансформатора довольно чувствителен к частоте, но диапазоны VHF и UHF очень узкие, выраженные в процентах от частоты.

Практический пример для 145 МГц с использованием URM75 (коэффициент укорочения = 0,66): расчётная половина длины волны = 1035 мм 1035, умноженное на 0,66, = 683 мм.

Лучше обрезать кабель на пару сантиметров длиннее и укоротить его до нужной длины с помощью генератора с решёткой. Замкните коаксиальный кабель с внутренней стороны на внешнюю на обоих концах, образовав на одном из них небольшую петлю. Убедитесь, что провал происходит на интересующей вас центральной частоте. Если у вас возникли проблемы с GDO на частоте (например, 433 МГц), разомкните один конец балуна и проверьте провал на половине рабочей частоты (например, 216,5 МГц). Этот коаксиальный балун работает также хорошо на КВ, но полоса пропускания может быть немного узковата, и для балуна на 1,8 МГц потребуется половина рулона кабеля длиной 100 метров!

SM0VPO