26.04.2025

К вопросу о балунах

  Весь интернет полон рисунков и видиков про то как легко и просто собрать балун, запорный дроссель или и то и другое и ваш неизвестно какой кабель и еще более неизвестная антенна заработает сказочным образом. У меня уже несколько раз получалось, но результат меня не удовлетворял. Теперь снова, уже не по своей воле, но приходится возвращаться к этой теме. Но теперь я уже знаю, что в интернете больше мусора, чем хороших идей, поэтому всё то что знаю, решил проверять приборами. То есть подходить критически. И картинка получается совсем не идилическая. Во-первых, не всё так хорошо с материалами. А от первого попавшегося феррита может быть больше вреда, чем пользы: если импеданс запорного дросселя на его основе будет иметь недостаточную величину, то можно получить обратный эффект: ток по оплетке возрастет в разы :-( И уж совсем может испортить жизнь сделанный по описанию из интернета трансформатор сопротивлений.  Кстати, для начала надо хотя бы приблизительно знать сопротивление своего диполя:-) Если он висит невысоко, или у него приопущенные концы, сопротивление может опуститься и до 50 Ом.  Недаром народ любит инвертед V - можно напрямую кабелем в 50 Ом :-)

   Итак, у нас выход передатчика 50 Ом и диполь с импедансом примерно в 75 Ом.  Теоретически нам нужен трансформатор сопротивлений 1:1,5 и балун, симметрирующий коаксиальную линию к плечам диполя. То есть два устройства включенных последовательно, или одно универсальное. Сколько я не искал в интернете, даже трансформатора сопротивлений подходящего не нашел. Как правило повторяются одни и те же рисунки с различными описаниями. По совету товарища теоретика упростил себе задачу: решил что для старта хватит запорного дросселя и балансира.

Серьезные производители очень часто объединяют эти два устройства в одном корпусе, или в два этажа, или в два раза больше по площади. Поищите в интернете и найдете что-нибудь похожее.

    Разобьём задачу на две. Сначала запорный дроссель  Но и тут не перестают мучать вопросы: какой нужен феррит, где его взять, как намотать и чем намотать. Теория рассказывает много и сложно для деревни. Как правило, то что доступно рукам аматора не имеет маркировки. Слава богу (китайскому) стали массово доступны векторные анализаторы, в частности легендарный Nano VNA. Поэтому, выбрав схему, можно приблизительно оценить результат.  Мотать по правилам две противофазные обмотки двумя проводами и потом их паралелить для большей эффективности  лень. Да и нечем.  Толстым проводом мало витков получится. Тем более что мы делаем устройство для большой мощности. Провода должны быть термостойкие и высоковольтные. А значит толстый изолятор...  Идем на упрощение -применим  7-мм кабель желательно со фторопластовой изоляцией. Ну, может быть тефлоновой. Для того чтобы был толк, нужен большой феррит. На котором ляжет хотя бы 15-20 витков - диполь на 80 метров. Мотать витки вплотную один к одному нельзя: будет гореть. Поэтому максимально возможные интервалы формируем пластиковыми стяжками.  После намотки, концы оплетки соединяем со входом и выходом Нано ВНА и смотрим импеданс и затухание на частоте 3800 кГц.

Видим, что  витков маловато, но привередничать не получится. По виткам - больше не влезает, по ферриту - лучшего нет. Затухание на частоте 3800 кгц  минус 36 дБ, импеданс порядка 7 килоом.

Переходим к симметратору.  Подарок из Африки - замечательный овальный феррит, чтобы удобнее было витки кабеля располагать. На нем мотаем классическую схему коаксиал-диполь. Результат очень близок к теории. Если подстроечным резистором выставить сопротивление 100 Ом, то КСВ на входе на рабочей частоте - 3800 кгц - равен 1.01.  Но не забывайте, что это хоть и работающий, но макет. Реально реактивности диполя могут испортить картину. Как говорит мой друг, симметратор в лучшем случае ничего не испортит, а о его эффективности можно поспорить.  
Поэтому мы собираем реальное устройство, пока на скрутках, и смотрим что получается в результате. Включенные последовательно (с измерительным трансформатором бал-ун "наоборот" с "горячего" конца) дает следующую картинку. 
Во-первых КСВ никакой. Если измерять только КСВ, то картинка хорошая - не хуже чем 1.7. Но и без этих устройств диполь на голый кабель - тоже полтора :-) А, во-вторых, потери 6 дБ.  Совсем не то, к чему мы стремились. Поэтому скорее всего мой друг был прав: единственный choke балун "поправит" перекос при меньших потерях.
Не знаю насколько корректно представлять диполь двумя резисторами по 75 ом, но по другому я не придумал как измерять потери.  Кстати, если их заменить на два по 50 Ом то КСВ со входа на частоте 3800 становится 1.35, что говорит о правильности теории. Потери без изменений - 6 дБ.

Я не самый крутой специалист в части трансформаторов. Просто я описал то что сделал руками и видел глазами. Кто поправит мои ошибки, тому честь и уважение радиолюбительского сообщества. Ведь хочется результата получше.....

P.S. 23:59    To Yura :
Уважил твоё желание посмотреть активное и реактивное сопротивление. Почему то если я выбираю S21 R+jX   нана рисует страшные зигзаги. Что-то вразумительное получается только S11 R+jX  :-(  Вот такая картинка.  Резисторы с трансформатором в схеме присутствуют. На последнем фото видно.