Трансформатор импеданса 1:49 для диполя с концевой запиткой

В данной статье представлена разработанная конструкция трансформатора импеданса, предназначенная для полуволнового диполя с питанием на конце (EFHW). Одним из ключевых преимуществ диполя EFHW является отсутствие необходимости в питании по центру, а также его способность работать в широком диапазоне частот.

Однако следует отметить, что данная конфигурация характеризуется высоким импедансом (тысячи Ом) в точке питания, что может представлять собой существенный недостаток.

Импеданс антенны EFHW (End-Fed Half-Wave) может варьироваться в пределах от 2000 до 5000 Ом, в отличие от диполя с центральным питанием, который имеет чётко определённый импеданс. Для питания антенны EFHW существует несколько вариантов схем.

Одним из популярных решений являются параллельные резонансные схемы, настроенные на определённый диапазон частот. Другим вариантом является использование широкополосного трансформатора на основе автотрансформатора с коэффициентом импеданса 1:49 или 1:64. В рамках текущего проекта была предпринята попытка сборки двух трансформаторов с коэффициентом 1:49 на базе ферритового сердечника типа FT240-43.

Сравнивались две конструкции с одним и двумя ферритовыми сердечниками. В обоих случаях использовались 2 витка на первичной стороне и 14 витков на вторичной стороне трансформатора. К первичной обмотке был подключен конденсатор, улучшающий характеристики на более высоких диапазонах частот. Он был изготовлен из коаксиального кабеля RG178.

Во-первых, было опопробовано несколько вариантов со стандартными керамическими конденсаторами, а также конденсаторами с регулируемым подстроечным сопротивлением и на основе измеренного отклика определил наилучшее значение.

Затем был обрезал коаксиальный кабель до длины, обеспечивающей примерно такую же ёмкость, и аккуратно закорочен коаксиальный кабель по частям, чтобы получить оптимальную производительность. В данном случае версия с одним сердечником обеспечивала наилучшие результаты при использовании 100 пф, а версия с двумя сердечниками обеспечивала наилучшие результаты при 200 пф.

Кроме того, был добавлен переключатель к двухжильной конструкции, который позволяет гальванически изолировать стороны трансформатора. Он предоставляет возможность выбора между проводом и коаксиальным кабелем в качестве уравновешивающего провода. Пожалуйста, ознакомьтесь с изображениями и измерениями ниже.

Настройка измерения (выбор правильного значения конденсатора):

Как можно видеть, трансформатор с одним сердечником был более широкополосным по сравнению с двухжильной конструкцией. Двухжильная конструкция обеспечивает лучший коэффициент отражения на частотах 3,5 и 5 МГц.

Если вы предпочитаете КСВ вместо | S11 |, вам пригодится следующий рисунок.

Кроме того, трансформаторы были подключены вплотную и была измерена передача (S21). Поскольку трансформаторы не были идентичными, результаты являются лишь информативными. С другой стороны, у них были перекрывающиеся полосы, так что можно получить представление о потерях.

OK1GHZ