Ещё раз о трансформаторах… More on transformers

Большое спасибо всем, кто откликнулся на мой опрос о “балунах” (симметрирующих трансформаторах) 1 : 16, используемых совместно с приёмными антеннами Pennant, Flag и Diamond. Было предложено много новых конфигураций трансформаторов. Согласно комментарию W8JI, проверке в реальных условиях W7IUV и моделированию EA3VY, стало очевидно, что отношение излучений вперёд-назад сильно уменьшается, при условиях:

1) Прямого питания коаксиальным кабелем.
2) Любой посторонней связи фидера с антенной (при укладке кабеля вблизи антенны, например).

Подозреваю также, что применение трансформаторов по системе “несимметричный - несимметричный” - тоже будет не лучшим ответом на проблему.

Эфирные тесты между K6NDV и мной (у обоих были антенны Pennant, питаемые коаксиальными кабелями напрямую) дали соотношение излучений вперёд-назад лучше 10 дБ. Моделирование ситуации EA3VY, однако, показало, что при питании коаксиальными кабелями напрямую, вышеупомянутое соотношение уменьшается примерно до 8 дБ.

Отсюда, оказывается существенной необходимость применения подходящего трансформатора в точке питания антенны, чтобы изолировать линию питания от антенны. Я ещё не решил, какую конфигурацию трансформатора использовать, но результаты, полученные W7IUV в его разработке, и, предложенные W8JI, стоят первыми в моём списке.

В разработке Tom’а (W8JI) использован “бинокулярный” сердечник трансформатора из материала марки 73 с первичной обмоткой, состоящей из 2 витков провода #29 AWG и вторичной обмоткой – из 8 витков провода #26 AWG, намотанных поверх первичной. Tom говорил: “Сердечник имеет в длину, примерно, 1 дюйм и ½ дюйма в толщину и обычно такие продаются”. (Но, кем?).

Разработка Larry (W7IUV) выполнена на сердечнике FT50-43 с 7 витками провода #29 AWG в первичной обмотке и 28 витками провода #29 AWG - во вторичной, разнесённых на сердечнике чем больше, тем лучше.

Выбор необходимого сердечника трансформатора

Я бы предложил использовать технологию и измерения, описанные K6SE, Earl Cunningham’ом для трансформатора антенны Pennant. Дело в том, что сердечник FT-140-43 выпускается с отклонениями по величине проницаемости, и я уже работаю по этому вопросу с заводом, выпускающим эти сердечники. Намотав 10 витков на сердечнике, Вы ожидаете получить индуктивность катушки примерно 950 мкГн, но, на практике, получается больше. Проверив около 100 сердечников, я обнаружил среди них две наиболее ярко выраженные группы, но в группе значения проницаемости близки друг к другу. Похоже, что меняется состав материала сердечника от “замеса к замесу”. Этот вопрос с моей помощью будет скоро решён.

Вернёмся к исходной разработке (с использованием обмоточного провода #26 AWG):

Сердечник FT-140-43, первичная обмотка – 8 витков, 28 витков для 75-омной или 34 витка для 51-омной линии.

Убедитесь, что витки катушек на сердечнике правильно сфазированы, другими словами, что они намотаны в одну сторону.

Частота	8 вит (56 мкГн)	28 вит (672 мкГн) 12.25:1 = 918 Ом	34 вит (991 мкГн) 18:1 = 918 Ом
Частота	R*L	R*L	R*L
500 кГц	177 Ом	2111 Ом	3113 Ом
1000 кГц	355 Ом	4223 Ом	6227 Ом
1800 кГц	639 Ом	7600 Ом	11200 Ом
3500 кГц	1242 Ом	14780 Ом	21800 Ом

Значения в таблице немного округлены, но это не имеет решающего значения.

Что является важным, так это:
а) симметрирование (и направление обмоток);
б) соотношение количества витков в обмотках;
с) начальный импеданс первичной обмотки на нижней частоте рабочего диапазона частот.

Импеданс остаётся более или менее постоянным во всём диапазоне рабочих частот, для которого разрабатывался трансформатор и для которого предназначен его сердечник. Многие сердечники хорошо работают на частотах ниже радиовещательного диапазона. Конечно же, реактивность R*L, при изменении частоты, меняется. Изменением количества витков обмоток, при сохранении их соотношения в обмотках, сдвинет лишь рабочий диапазон. Если необходимая частота входит в этот диапазон, то разницу Вы не почувствуете, тут я посоветую вновь обратиться к разработке Earl’а, чтобы не зацикливаться как заезженная пластинка на одном месте.

Что касается трансформаторов Bev (Бевереджа?), то тут я продолжаю рекомендовать тип со связью передающей линии (с антенной) по постоянному току (гальванической). Я согласен с утверждением, что изолированный “щит” может собирать помехи, а заземление антенны позволит этого избежать, да и вообще, такое построение питания антенны надёжнее и безопаснее, при нём у меня проблем с помехами не возникало.

Трансформаторы для антенн типа Pennant, согласно разработке Earl’а, скоро будут доступны в (фирме?) Array Solutions. Они располагаются в алюминиевых коробках, снабжённых прокладками с латуннированным отверстием для удаления сконденсировавшейся влаги, имеют “уши” из нержавеющей стали для крепления и золочёные выводы для пайки проводов. Катушки защищены сверху фиберглассовой лентой и залиты для стабильности растворённым полистиролом.

Трансформаторы Бевереджа (или для антенны Бевереджа), по моим данным, должны быть тоже там. Они имеют корпуса из алюминия, которые снабжены и прокладками и покрытием, имеют зажимы для подключения заземления и пр. с бронзовыми винтами, провод заземления со стыковочным узлом Kynar, воздушный промежуток – газовый разрядник на землю, со стороны питающего кабеля имеется блокировка по постоянному току и дренаж - для стока сконденсировавшейся влаги.

Подпайкой кабелей к соответствующим лепесткам трансформаторов можно осуществить 75- или 50-омное питание антенн с трансформацией импеданса 4 : 1, 9 : 1 или 16 : 1. Покрытые фиберглассовой лентой обмотки на сердечнике 140 размера залиты жидким полистиролом. Имеется соединитель с тефлоновым изолятором и золочёный крепёжный узел.

Свободный перевод с английского: Виктор Беседин (UA9LAQ) ua9laq@mail.ru
г. Тюмень ноябрь, 2004 г