Симметрирующее устройство для антенны своими руками схема

Обновлено: 05.07.2024

Приветствуем, вас, на нашем сайте! Здесь вы сможете найти интересные: схемы, статьи, журналы, книги, и т.д.

Внимание. Приятная новость.

Журналы по электронике

Книги по электронике

Впоследнее время для радиосвязи на УКВ широко используются антенны типа Яги с разрезным симметричным вибратором, имеющим входное сопротивление равное волновому сопротивлению фидера 50 Ом. К такому классу антенн относятся хорошо известные антенны DL6WU. Однако непосредственно подключать несимметричный коаксиальный кабель к точкам питания разрезного симметричного вибратора не рекомендуется, поскольку при таком подключении по внешней стороне оплетки кабеля потечет часть тока, что эквивалентно подключению параллельно антенне некоторой дополнительной нагрузки с трудно предсказуемым комплексным сопротивлением. Это приведет к росту КСВ в фидере, искажению диаграммы направленности антенны и, как следствие, к появлению дополнительных шумов и потерь.
Этого недостатка можно избежать, если применить симметрирующее устройство, обеспечивающее переход от симметричной антенны к несимметричному коаксиальному кабелю без трансформации сопротивления.
В книге "Антенны УКВ" (Айзенберг Г. 3., Ямпольский В. Г., Тере-шин О. Н. Антенны УКВ /Под ред.

Рис.1
Г. 3. Айзенберга/ в 2-х частях. Ч. 1 ― М.: Связь, 1977) описано симметрирующее устройство из двух отрезков кабеля. Один из вариантов реализации этой схемы приведен на рис. 1. Устройство имеет простое конструктивное исполнение. Последовательно с основным фидером включены два параллельных отрезка, выполненных из того же кабеля, что и основной фидер. Левый по схеме отрезок представляет собой четвертьволновый трансформатор. Правый — такой же трансформатор, последовательно с которым включена полуволновая петля. Таким образом, полная длина правого по схеме отрезка составляет три четверти длины волны. К точкам питания вибратора подключены центральные проводники отрезков. Их оплетки соединены только между собой и никуда более не подключены, поскольку имеют нулевой потенциал.
В случае, если входное сопротивление вибратора антенны составляет 50 Ом, то каждый отрезок "видит" свою половину — 25 Ом. Полуволно-вая петля трансформирует сопротивление правой половинки вибратора в соотношении 1:1, внося фазовый сдвиг 180°. Каждый из четвертьволновых
трансформаторов из кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом трансформирует 25 Ом на входе в 100 Ом на выходе. Поскольку выходы четвертьволновых трансформаторов включены параллельно, то основной фидер "видит" сопротивление, равное 50 Ом. Таким образом, производится симметрирование без трансформирования сопротивления. Все вышесказанное справедливо и для кабелей с другими значениями волновых сопротивлений. При этом необходимо лишь, чтобы оно соответствовало входному сопротивлению антенны.

При внимательном рассмотрении схемы можно увидеть традиционное U-колено, только не полуволновое,
а волновое, да еще с отводом от четверти длины волны.
Преимущества такого симметрирующего устройства очевидны:
1. По оплеткам отрезков кабеля, составляющих симметрирующее устройство, не течет ток. Поэтому можно не заботиться о потерях на поглощение при загрязнении этих отрезков. Располагать их можно вплотную к траверсе.
2. КСВ в любом отрезке описываемого согласующего устройства при
работе на согласованную антенну не превышает двух единиц, что обеспечивает низкие потери и пропускание большой мощности без опасений пробоя кабеля.
При практическом выполнении антенны, рассчитанной на компьютере, иногда требуется небольшая подстройка входного сопротивления. Это происходит потому, что при подключении к зажимам разрезного вибратора отрезков кабеля могут возникать "неучтенные" реактивности монтажа, значения которых могут варьироваться в пределах ±j10 Ом. Источником дополнительных реактивностей могут стать и ошибки при учете влияния траверсы на длину элементов при практической реализации компьютерной
модели. Компенсировать внесенную реактивность в многоэлементной антенне можно следующим способом. В торцах вибратора сверлят отверстия, нарезают резьбу, и в них ввинчивают небольшие винты, предпочтительно самодельные, алюминиевые. Сам активный элемент изготавливают так, чтобы его в небольших пределах можно было перемещать по траверсе. Изменением длины вибратора и одновременно его положения можно добиться компенсации внесенных реактивностей и минимизации значения КСВ. Следует заметить, что при этом диаграмма направленности антенны и коэффициент усиления остаются практически неизменными. Это утверждение тем более справедливо, чем больше элементов в антенне, поскольку в многоэлементной антенне эти параметры обеспечиваются в основном "математикой". При компенсации таким способом реактивности порядка ±j10 Ом в восемнадцатиэлементной антенне длиной в 5λ, коэффициент усиления изменяется относительно расчетного лишь в третьем знаке. Шумовые свойства антенны при этом также остаются практически неизменными.
Конструктивно описываемое устройство можно выполнить следующим образом.
Из стеклотекстолита или оргстекла вырезают площадку. Изготавливают U-болты, которые обеспечат крепление площадки к траверсе и одновременно дадут возможность перемещать площадку при подстройке в небольших пределах. Изготавливают половинки вибратора, в торцах которых сверлят отверстия и нарезают резьбу. В отверстия вворачивают регулировочные винты. Половинки вибратора крепят к площадке винтами, но не вплотную к ней, а на расстоянии минимум 5 мм. Для этого в местах крепления в половинках вибратора сверлят отверстия и нарезают резьбу, а при сборке между половинками вибратора и площадкой подкладывают диэлектрические шайбы. Подключение отрезков кабелей симметрирующего устройства осуществляется пайкой к лепесткам, которые крепятся в торцы половинок вибратора винтами. Всю центральную часть вибратора помещают в крышку от пластиковой бутылки и заливают прозрачным термоклеем.
Переход от симметрирующего устройства к основному фидеру лучше всего выполнить с помощью разъемного соединения. При использовании разъема-тройника типа СР50-163 возможно одновременно заделать в разъем оба отрезка кабеля, как показано на фотографии рис. 2.
Для регулировки антенны вполне достаточно использовать калиброванный мостовой индикатор. При тщательном изготовлении антенны регулировки практически не требуется.

Вы на странице: Изготовление катушки симметричного согласующего устройства (по Беньковскому, Липинскому)

Изготовление катушки симметричного согласующего устройства (по Беньковскому, Липинскому)

. EURASIA HF Championship, 5.02.2022, Суббота, 06-18UTC, CW,SSB, 160-10м. Призы по лоторее. Ткнуть мышью.

Общая информация

Симметричное согласующее устройство из книги "Любительские антенны коротких и ультракоротких волн" (авторы З.Беньковский и Э.Липинский, перевод с польского, издательство "Радио и связь", Москва, 1983г.) получило большую популярность из-за отсутствия ферритовых сердечников в конструкции, приводящих к нелинейным эффектам при наличии не скомпенсированной реактивности.

Устройство может работать как симметричное, так и несимметричное согласующее устройство. Для последнего случая предусмотрен разъём для подключения антенн, питаемых коаксиальным кабелем.

К сожалению, описание конструкции в книге носит поверхностный характер (отсутствуют некоторые данные) и содержит ошибки в схеме (ошибки в коммутации L2A и L2B):

Схематическое изображение катушки из указанной книги:

Позже EW1MM в публикации в журнале "Радиолюбитель", №8, 1994г., стр.44 в значительной мере внёс ясность, правда он модифицировал конструкцию, что по-моему усложнило его эксплуатацию.

Исправленная схема коммутации выходных обмоток с указанием номера витка для каждого отвода:

Устройство не работает в диапазоне 160м. Простой расчёт только даже одной входной цепи со стороны трансивера (или усилителя мощности) говорит, что устройство для работы на 160м должно быть значительно усложнено путём увеличения числа витков первичных катушек в 2 раза и увеличения ёмкости переменного конденсатора в 2 раза. А это уже серьёзное сооружение получится. Я ещё не упомянул усложнение выходных катушек и увеличение ёмкости выходных переменных конденсаторов. Кроме того, все указанные изменения приведут, как показывает расчёт, к неработоспособности в диапазоне 10м. В общем, идею использования устройства в диапазоне 160м я тихо подавил в своём сознании, Hi, Hi. Скажу больше - для работы с солидной мощностью в диапазоне 80м необходимо подключать дополнительную постоянную ёмкость параллельно переменному конденсатору со стороны усилителя мощности, т.к. найти переменный конденсатор с большим зазором и ёмкостью порядка 550пФ не всегда возможно. Безусловно, для работы с небольшой мощностью проблем с переменными конденсаторами не существует.

Общий вид катушки и используемые материалы

Конструкция состоит из четырёх планок из нефольгированного текстолита толщиной 2мм, трёх скрепляющих вставок (две по краям и одна по центру) из винипласта толщиной 8мм и обмотки из голого провода диаметром 1,65мм.

В качестве провода используется одножильный провод со снятой пластиковой изоляцией марки ПВ1-2,5 длиной 16 метров (расчётная длина примерно 15,1м). После снятия изоляции провод имеет диаметр 1,65мм.

Изготовление

1. Первым делом надо изготовить четыре планки из нефольгированного текстолита толщиной 2мм. Размер планок: 261мм х 35мм. На планки наклеить распечатанные на принтере и нарезанные бумажные полоски с изображением будущих отверстий. На фото показан старый вариант полосок. Новый "правильный" вариант полосок, имеющих длину, совпадающую с длиной планок, скачать (формат Sprint Layout 6.0) dril_inductor.lay6. Ориентация при печати альбомная. Для справки, изображения отверстий на полосках для каждой планки сдвинуты, иммитируя намотку. Произвести сверловку всех отверстий сверлом 1,7. 1,8мм, после чего удалить бумажные полоски. Внимание, после удаления каждой полоски необходимо обозначить на планке её номер маркером.

2. Скрепляем планки при помощи квадратных вставок (две по краям каркаса и одна по центру) из винипласта толщиной 8мм, используя секундный клей. При этом ряды отверстий на противоположных друг к другу планках окажутся на расстоянии 75мм (что будет соответствовать диаметру будущей катушки). Размеры вставок - 32мм х 32мм, глубина прорезей во вставках примерно 8,5мм. Планки вставляются в прорези с небольшим натягом:

3. Вкручиваем первую большую обмотку (28 витков). Но предварительно надо сформировать спираль, намотав провод на какую-нибудь круглую болванку с диаметром, близким к диаметру будущей катушки (диаметр болванки не критичен). Внимание, не забудьте правильно выбрать направление намотки на болванку. Далее для облегчения вкручивания обмотки надо на четвёртой планке сделать пропил (напротив входного отверстия на первой планке):

Затем вкручиваем с другой стороны каркаса две маленькие обмотки (по 4 витка) и вторую большую обмотку (28 витков). Не забудьте предварительно сделать аналогичный пропил, но уже на второй планке.

Пришла пора рассказать важную информацию: зачем сдирали обмотку кабеля при конструировании простейшего несимметричного вибратора для приема цифрового телевидения, когда показывали, как сделать самую простую антенну. Напомним, в этих целях кусок коаксиального кабеля выбранной длины зачищался от изоляции, снабжался f-разъемом и втыкался в приставку. Располагали горизонтально и, по возможности, перпендикулярно направлению прихода сигнала. Подобная несложная конструкция ловит сигнал в городах без труда. Но, обратите внимание, в рациях рекомендовали использовать оплетку, замыкая на жилу у основания при стыковке с платой. Уже рассказали, как сделать антенну собственными руками для любого случая, а теперь перейдем к тонкостям.

Диапазон частот

Информация, умалчиваемая в пособиях по изготовлению самодельных антенн

В обзоре изготовления антенны Харченко упомянули, что для каждой частоты используют фиксированный диаметр провода. Чем больше длина волны, тем материал толще. Понятно, что при определенных условиях достать проволоку нужного диаметра уже не получается, потому конструируют из пластин либо создают несколько контуров. Что касается простых вибраторов, упоминали, что повышение толщины медной жилы расширяет полосу принимаемых частот. На чем и основан принцип действия фрактальных биконусных антенн, изобретенных более века назад.

Получается, что толщина провода вносит коррективы. Для длинноволновых антенн и рекомендуется применять антенные канатики. Данный материал подобен одножильной полевки. Прочный и тонкий антенный канатик не искажает характеристик, в отличие от обычной проволоки, толщина которой может оказаться значительной. Как подобный момент учитывать при конструировании. Длина полуволнового вибратора меньше идеальной расчетной. Исключительно в рассматриваемом случае обеспечивается точное попадание частоты в резонанс. Чем толще проволока, тем дальше уход. Что касается канатиков и тонкой проволоки, то в их случае длина составляет 97% расчетной. Теперь становится понятно, почему при ловле цифрового мультиплекса снимали оплетку.

Для радиостанций оставляли экран, в основном, для хороших эксплуатационных качеств. Внешняя изоляция кабелей прочная, и антенна для рации долговечна. Правда, длину следует брать меньше расчетной. Проще определить нужные размеры опытным путем, отрезая немного от кабеля и измеряя дальность приема. А теперь приведем таблицу, где даны длины полуволновых вибраторов и толщины проволоки. Цифры сведены в таблицу. По столбцам идут номера каналов, по строкам длины полуволновых вибраторов в зависимости от двух толщин медной проволоки, 1,5 мм и 4 мм.

Видно, что разница составляет 1 см до нескольких миллиметров и падает с ростом частоты. Это не удивительно, скорее поправка связана с уменьшающейся длиной волны. Поясним, что дело касается телевидения, укажем частоты для приведенных каналов.

Это несущие изображения, близкие к левой границе полосы канала. Звук располагается симметрично сверху. Соответственно, не окажется ошибкой настроить полуволновой вибратор на это значение. Тогда для серединной частоты антенна окажется чуть коротковата, что и требуется. Выше приведена точная таблица, ею руководствуемся для создания приемной системы телевещания. Что делать, если провод отличается по диаметру от указанного. Сообразно чуть изменить длину самодельной антенны. Кстати, не забывайте, что для телевидения полуволновой вибратор расположен горизонтально, а для радиоприемников – вертикально, этим учитывается поляризация сигнала. В первом случае антенна перпендикулярна направлению на станцию вещания.

Согласование и симметрирование самодельных антенн

Тем, кто привык пользоваться покупными антеннами, потребуется выучить два вопроса:

Симметрирование самодельных антенн.
Согласование антенн с кабелем (фидером).

Начнем со второго, так как он очевиднее. В каждой линии волна двигается, отражаясь от стенок. Задан угол переотражения. Собственно, и длина волны в линии меняется, что не так важно в рассматриваемом случае. Сопротивление меди не играет великой роли, ведь волна бежит в диэлектрике, хотя и активная составляющая накладывает ограничения. Энергия отражается экраном и не выходит за пределы линии.

Разумеется, чем выше проводимость металла, тем потери окажутся меньше. Идеальный коаксиальный кабель с золотым напылением. Кстати, прочий тип линий – волноводы – подобным качеством обладает. Потому стоят дорого (а в паспорте указана процентная доля драгоценных металлов, подлежащих сдачи государству при утилизации).

Когда волна бежит внутри линии, то отражается от препятствий. Проще проиллюстрировать на примере оборудования для исследования высоковольтных линий. Специальный фургон с аппаратурой в кабель посылает электрический сигнал звуковой частоты. Тот отражается от любой муфты, но, так как у ремонтников имеется карта, подобные неоднородности не интересуют. Но обрыв заметен на фоне регулярных источников отражения. Из примера понятно, как важна однородность линии. Согласование преследует цели исключения помех движению сигнала. Как правило, речь идет о такой неоднородности, как неодинаковые волновые сопротивления участков линии.

При излучении волна испытывает на себе сопротивление. Соответственно, теряется часть мощности. Это сопротивление называют волновым.

Отличие от активного, что волновое сопротивление зависит от длины волны (частоты сигнала). Измеряют при помощи генератора и высокочастотного вольтметра, как обычное. Это сопротивление равно для радио 50 Ом, а для телевещания – 75 Ом. Сообразно кабелю. На практике далеко не всегда получается. Для этого собирают согласующие устройства, к примеру, четвертьволновые трансформаторы. Передают энергию почти без потерь, точная настройка антенны ведется по КСВ метру. В случае полуволновых вибраторов допустимо укорачивать плечи и смотреть, изменились ли к лучшему параметры.

Важно симметрирование антенны. Это играет роль на метровых и декаметровых волнах, с ростом частоты эффект снижается. Но 12 каналов (вместе с FM-радио) попадают в диапазон, значит, вопрос лишним не является. Сам диполь с двумя плечами устройство симметричное, а кабель – несимметричная линия. В результате образуется разность потенциалов, искажающая диаграмму направленности, усиливающая уровень боковых лепестков. За счет токов, наведенных на оплетке линии, появляются паразитное излучение и паразитный прием. Если для радио это нестрашно, в случае с телевидением все шансы получать вместе с полезным сигналом часть стороннего. Подобные эффекты мешают в крупных городах с сильным уровнем помех.

Симметрирующие устройства для полуволновых вибраторов

Разумеется, выдуманы и прочие разновидности антенн, некоторые годятся и в качестве комнатных. Полуволновой вибратор хорош простотой. Подобная самодельная антенна принимает цифровой мультиплекс, изготавливается из подручного материала. Длинные вибраторы ставят на растяжки и вешают между домами (прием телевещания). Часть конструкций достигают в высоту жилого многоквартирного дома. Неудивительно, что радиолюбители подобные ставят редко.

В эпоху СССР гражданам удавалось связаться с США. Длинные волны огибали земную поверхность и с трудом улавливались пеленгаторами спецслужб. Не скажем, использовались подобные методики диссидентами, но любители баловались, закрывая глаза на разрешенные для бытовой связи диапазоны.

Почти все антенны, применяемые в диапазоне УКВ, симметричные, и поэтому для точного согласования их с линиями передачи сами линии передачи должны быть симметричными (ленточные кабели УКВ, экранированные двухпроводные линии, двухпроводные линии с воздушной изоляцией). Однако во многих случаях в качестве линии питания симметричной антенны целесообразно использовать коаксиальный кабель, который не обладает симметрией. При питании симметричной антенны по коаксиальному кабелю, даже при совпадении входного сопротивления антенны и волнового сопротивления кабеля, антенна нагружается кабелем несимметрично и в результате возникают уравнивающие токи, протекающие по внешней стороне оплетки кабеля. Кабель питания начинает излучать электромагнитные волны, что является паразитным излучением, искажающим диаграмму направленности антенны. Устройства, которые позволяют подключать кабель к входным зажимам антенны симметрично относительно земли, называются симметрирующими устройствами.

Четвертьволновый симметрирующий трансформатор

Конструкция четвертьволнового симметрирующего трансформатора показана на рис. 1-52.

Подобная конструкция в основном применяется в диапазоне дециметровых волн и УКВ. Длина внешнего металлического проводника равна λ/4·0,95. Внешний диаметр D для обычно применяемых коаксиальных кабелей равен приблизительно 25—40 мм . Кабель проходит через центральное отверстие, просверленное в металлической шайбе, которая соединяет низ внешней трубки с оплеткой кабеля. Защитное покрытие кабеля снимается на длину λ/4 от места его подключения к антенне. Верх внешней трубки закрывается шайбой, изготовленной из изолирующего материала, в центре которой просверливается отверстие для коаксиального кабеля. Для предотвращения проникновения влаги в трансформатор следует тщательно уплотнить его вход, для чего можно использовать полистироловые стружки, растворенные в хлороформе.

Симметрирующий трансформатор

Особенно простым, применяемым также и в диапазоне коротких волн, является симметрирующее устройство, изображенное на рис. 1-53.

Для такого устройства требуется только отрезок коаксиального кабеля с любым волновым сопротивлением (длина λ/4·0,95). Необходимо, чтобы диаметр отрезка кабеля равнялся диаметру основного кабеля. Нижний конец четвертьволнового отрезка кабеля закорачивается и соединяется с оплеткой основного кабеля. Расстояние X некритично и может составлять от 2 до 4 см .

На рис. 1-54 изображена более простая конструкция рассматриваемого симметрирующего устройства, в которой вместо отрезка кабеля используется трубка, диаметр которой также должен быть равен диаметру кабеля питания.

Симметрирующий шлейф

На рис. 1-55 изображена конструкция симметрирующего шлейфа, который, как нетрудно видеть, представляет собой разновидность симметрирующего устройства, рассмотренного выше. Симметрирующий шлейф отличается лишь тем, что кабель питания соответствующей длины (несколько больше λ/4), очищенный от внешней защитной оболочки, пропускается в трубку Т ₁, и таким образом обеспечивается контакт между оплеткой кабеля и трубкой Т ₁.Центральная жила кабеля питания через проходной изолятор выводится из трубки T ₁ и подсоединяется к трубке Т ₂. Замыкающую перемычку в нижнем конце шлейфа делают обычно подвижной для точной настройки.

Четвертьволновый симметрирующий шлейф

На рис. 1-56 изображено очень простое симметрирующее устройство, которое конструктивно вполне выполнимо и в диапазоне коротких волн.

Оно состоит из замкнутого на нижнем конце отрезка коаксиального кабеля длиной (электрической) λ/4. Следует учитывать коэффициент укорочения коаксиальных кабелей, который в среднем составляет около 0,66, т. е. следует брать отрезок кабеля длиной λ/4·0,66. Расстояние между четвертьволновым отрезком кабеля и кабелем передачи должно равняться по меньшей мере 5 см . В точке подключения к антенне кабель передачи и проводники симметрирующего устройства соединяются параллельно с перекрещиванием.

Все рассмотренные до сих пор симметрирующие устройства не дают преобразования полного сопротивления в точке питания антенны, т. е. эти симметрирующие устройства действуют как трансформаторы с коэффициентом трансформации 1 : 1

Симметрирующая цепь в виде кольца

Симметрирующее устройство, изображенное на рис. 1-57, обладает также способностью трансформировать полное сопротивление.

Круговой шлейф изготовляется из того же кабеля, что и линия передачи. Геометрическая длина шлейфа равна λ/2· k . Как видно из рис. 1-57, оплетка шлейфа соединяется с оплеткой кабеля питания. Коэффициент трансформации кольцевого симметрирующего шлейфа 1:4, т. е. с помощью такого симметрирующего трансформатора к антенне с входным сопротивлением 240 ом можно подключить симметрично относительно земли коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 60 ом .

Симметрирующий трансформатор

Симметрирующий трансформатор можно сделать, соединив два отрезка линий передачи одинаковой длины на одном конце параллельно, а на другом последовательно. При этом коэффициент трансформации равен 1 : 4. Волновое сопротивление линий Z , из которых сделан трансформатор, при параллельном соединении преобразуется в,сопротивление Z / 2 и не обладает симметрией относительно земли; напротив, при последовательном соединении линий питания получаем сопротивление, симметричное относительно земли, — 2 Z. Длина обоих отрезков линий составляет по λ/4. На рис. 1-58 показаны конструкции такого симметрирующего трансформатора, сделанные из ленточных или коаксиальных кабелей.

Двойной коаксиальный дроссель в качестве симметрирующего устройства

При питании симметричных антенн по несимметричному коаксиальному кабелю без применения симметрирующих устройств, как уже указывалось выше, возникает паразитное излучение линии передачи (поверхностные волны). Эти поверхностные волны особенно интенсивны в тех случаях, когда кабель питания случайно оказывается в резонансе по отношению к рабочей частоте. Следует отметить, что поверхностные волны нельзя замерить с помощью прибора для измерения стоячих волн.

Для широкодиапазонных антенн применение большинства описанных выше симметрирующих устройств невозможно, так как их свойства зависят от частоты.

Для широкодиапазонных антенн диапазона коротких волн симметрирование можно произвести, изготовив из коаксиального кабеля катушку, конец которой подключается к антенне. Коаксиальный дроссель с 10—12 витками диаметром 120 мм и с расстоянием 1—2 мм между витками обеспечивает в диапазоне 10, 15 и 20 м значительное ослабление поверхностных волн.

Лучшие результаты дает применение радиолюбительской конструкции — двойного коаксиального дросселя, предложенного радиолюбителем DL 1 UX . Конструкция и соединение дросселя с антенной показано на рис. 1-59. Двойной коаксиальный дроссель изготовляется следующим образом: наматывается 20 витков коаксиального кабеля диаметром 100 мм, причем конец кабеля припаивается к оплетке, как показано на рисунке, таким образом, чтобы расстояния от середины дросселя до места припайки были равными. В середине дросселя кабель на расстоянии 3—5 см очищается от оплетки и диэлектрика, и к его центральной жиле припаиваются проводники, идущие к антенне.

Описанный двойной коаксиальный дроссель полностью свободен от поверхностных волн, имеет максимальное вносимое ослабление по мощности порядка 0,5 дб и обладает широкой полосой пропускания, что позволяет применять такое симметрирующее устройство в трехдиапазонных коротковолновых антеннах.

Для приемных антенн согласование с фидером не имеет ключевого значения, а для передающих антенн оно принципиально. Ведь при плохом согласовании кабеля и антенны в фидере образуются стоячие волны (а при асимметрии возникают паразитные токи), что снижает практически все показатели антенно-фидерного устройства (АФУ). Хорошее согласование улучшает не только КПД антенны, но также снижает уровень помех телевидению (TVI).

Наиболее популярны СУ в виде широкополосных согласующих трансформаторов, обмотки которых образуют длинную линию . Соотношение сопротивлений обмоток вычисляется по формуле: R1=k^2*R2, где к — коэффициент трансформации (отношение числа витков первичной обмотки к числу витков вторичной).

За рубежом в радиолюбительскую практику вошли широкополосные трансформаторы двух типов: Guanella (по току) и Ruthroff (по напряжению), по фамилиям авторов соответствующих статей:
1. Guanella, G., “Novel Matching Systems for High Frequencies”, Brown-Boveri Review, Vol 31, Sep 1944, pp. 327-329.
2. Ruthroff, C.L., “Some Broad-Band Transformers”, Proc IRE, Vol 47, August 1959, pp. 1337-1342.

В СССР своими публикациями о широкополосных трансформаторах известен В.Д. Кузнецов.

Когда необходимо сочетать минимальный коэффициент рассеяния с минимальной проходной емкостью рекомендуется применять трансформаторы с объемным витком. Относительная ширина рабочего диапазона 10-15 (отношение верхней частоты к нижней).

Трансформаторы с объемным витком (индуктивным шлейфом)

Конструкция трансформатора с объемным витком

Такому трансформатору свойственна высокая симметрия, так как емкостная связь между его обмотками сведена к минимуму.

Связь между первичной и вторичной обмотками, расположенными на кольцевых ферритовых сердечниках с большой магнитной проницаемостью, осуществляется при помощи объемного витка (индуктивного шлейфа), образованного корпусом (экраном) трансформатора и стержнем — болтом, стягивающим всю конструкцию.

Такой трансформатор применялся на радиостанции Р-140 как симметрирующий трансформатор приемной V-антенны.

Катушка с бифилярной намоткой для балуна 4:1

У ферритов два главных свойства: магнитная проницаемость и удельное сопротивление. Чем выше удельное сопротивление, тем меньше потери на вихревых токах, тем меньше нагревается сердечник.

Согласование с помощью четвертьволнового трансформатора (Q-match — Quarter Wavelength Transformer Matching)

Четвертьволновый фидер является трансформатором сопротивления и если имеется антенна с входным сопротивлением Rа.вх и фидер с волновым сопротивлением Qф, то для согласования необходимо включить между ними четвертьволновый трансформатор, имеющий волновое сопротивление: Qтр=√(Rа.вх*Qф).

Теоретически, можно построить Q-match на любой случай, если иметь возможность создавать фидерные четвертьволновые линии любого волнового сопротивления. Однако в радиолюбительской практике Q-match используется редко, например, при согласовании антенны Delta Loop (которая имеет входное сопротивление около 112 Ом) с 50-омным кабелем. В этом случае между антенной и фидером включается четвертьволновый отрезок 75-омного кабеля. Другим ограничением для Q-match является однодиапазонность.

Читайте также: