Автор Тема: Семидиапазонный диполь - согласование  (Прочитано 3427 раз)

Оффлайн daomsk

  • **
  • Сообщений: 12
  • Репутация: +0/-0
  • Александр
    • Просмотр профиля
Re: Семидиапазонный диполь - согласование
« Ответ #30 : 22 Сентября 2021, 07:50:23 »
Вовсе не обязательно проигрывают (если не брать недобалуны, типа того же Нуссбаума, которые в принципе не могут хорошо симметрировать, что с ними не делай и на чем не мотай).в полосе 10 ... 30 MHz
А можете посоветовать рабочую конструкцию воздушного симметрирующего балуна для вашего Семидиапазонного диполя?

Оффлайн Игорь 2

  • ****
  • Сообщений: 272
  • Репутация: +48/-5
  • Мой форум - www.analogtrx.com
    • Просмотр профиля
Re: Семидиапазонный диполь - согласование
« Ответ #31 : 22 Сентября 2021, 10:42:48 »
А в какой полосе частот работают такие балуны?

Я использую до 10 МГц. Фото одного из вариантов ниже. 200 Вт, как минимум, гарантировано при перегреве не более 8 град. Более подробно - см. мои ссылки, по несколько раз писать одно и то же неохота...

К примеру, вот с этого http://analogtrx.com/SMF/index.php?topic=578.msg37889#msg37889 поста и далее.
И вот здесь http://analogtrx.com/SMF/index.php?topic=603.msg38256#msg38256

Оффлайн DL2KQ

  • Администратор
  • *****
  • Сообщений: 1870
  • Репутация: +206/-6
    • Просмотр профиля
Re: Семидиапазонный диполь - согласование
« Ответ #32 : 22 Сентября 2021, 13:53:52 »
А можете посоветовать рабочую конструкцию воздушного симметрирующего балуна для вашего Семидиапазонного диполя?
   IMHO, самый простой и хороший вариант описан в исходной статье. Собственно, потому и описан: реактивность убирается парой одинаковых катушек или конденсаторов, остаются симметричные и активные ~100 Ом, с которыми справляется ШПТ на "бинокле", превращая их в несиммметричные 50 Ом.

   Вариант же использования несимметричного автотюнера (не только с рассматриваемой, а с любой симметричной антенной, питаемой по двухпроводке на нескольких диапазонах) при внешнем удобстве имеет неприятные подводные камни. Самый главный из них: балун между линией и тюнером.
  Практические  (с разной степенью сложностей и качества) варианты:
  1. Трехобмоточный балун 1:1, типа рекомендованного выше. Если мощность невелика, и есть хороший феррит, то лучше на феррите. Если без феррита, надо заботиться о сильной связи между обмотками: толстая изоляция на проводах тут будет вредна, снижая связь и как следствие сильно ухудшая симметрирование (причем достаточно даже небольшого снижения связи между обмотками, чтобы подавление синфазной составляющей упало бы в разы). Минус - нет трансформации импеданса.
  2. Ферритовый повышающий трансформатор 1:4. Схема (в несколько странном формате, это моделировщик LTSpice) в аттаче. Работает только на хорошем феррите (у меня это пара колец FT-240-К две обмотки по 13 витков), т.к.  нужна высокая идентичность и сильная связь между обмотками. Такие балуны ставит в некоторых своих тюнера MFJ. Минус: нужен большой (сильные поля) и высокочастотный (половина мощности идет через магнитную связь сердечника) феррит. И даже при большом и хорошем феррите  можно нарваться на такой импеданс линии, при котором сердечник будет сильно греться (речь о киловатте).
  3.  Без феррита  доведенный до ума воздушный балун 1:4. Схему рисовать лениво. Словами, этот тот же самый  трансформатор, что у Нуссбаума 1:4 (в 4 раза импеданс он повышает без проблем)  между низкокомным входом которого и несимметричным выходом тюнера включен дополнительный развязывающий дроссель (по конструкции примерно такой как половинка повышающей секции, только  с индуктивностью раза в три выше).  Минус: большие размеры и расход толстого (тонкие провода в балуне, работающем с реактивностью – чистая партизанщина) медного провода.
   В принципе в этом варианте на входе повышающей секции можно поставить не развязывающий дроссель, а воздушный балун 1:1 из пункта 1.

Оффлайн ut4ucm

  • ***
  • Сообщений: 38
  • Репутация: +2/-1
    • Просмотр профиля
Re: Семидиапазонный диполь - согласование
« Ответ #33 : 22 Сентября 2021, 15:41:48 »
Ув. Игорь, а что Вы скажете насчёт балунов из коаксиала от https://pa0fri.home.xs4all.nl/Ant/Balun/balun%20eng.htm
они " балунируют"?
« Последнее редактирование: 22 Сентября 2021, 16:16:02 от ut4ucm »

Оффлайн DL2KQ

  • Администратор
  • *****
  • Сообщений: 1870
  • Репутация: +206/-6
    • Просмотр профиля
Re: Семидиапазонный диполь - согласование
« Ответ #34 : 22 Сентября 2021, 18:16:24 »
   Первая схема: ухудшенный отсутствием сердечника вариант 2 из моего предыдущего сообщения.
   В самом деле  - правая катушка (обозначения по второму рисунку) падения напряжения на оплетке не имеет (и в начале, и в конце она заземлена), следовательно нет падения напряжения и вдоль центральной жиле (считая кабель в катушке её в длинах волн коротким).  Следовательно всю правую катушку можно выбросить без изменения параметров. Левая катушка – обычный фазоинверсный трансформатор 1:1.
   Работать будет, но по симметрии так себе, (из-за неидеальности АЧХ левой катушки-трансформатора).
   Собственно поэтому, во второй схеме на входе и добавлен развязывающий дроссель, улучшающий симметрию.

   Ну и использование коаксиалов при высоком КСВ  (нагрузка с реактивностью) - так себе идея по КПД. Приведенные варианты будут прилично работать при трансформации 50 в чисто активные 200 Ом в широкой полосе (кабель балуна при этом нужен с волновым сопротивлением 100 Ом). Но такую задачу в антеннах я выдумать не могу :).
 
 Кстати, для понимания как работает первая схема: мысленно выкиньте правую катушку, а кабель в левой сделайте электрической длиной полволны и не перекручивайте его в точке разъема 50 Ом. Узнали что получилось?

   А получилось обычное U-колено  как на УКВ антеннах: оно и симметрирует и трансформирует в 4 раза...  Тут то же самое, только переворот фазы сделан трансформатором (см. рис. моего предыдущего сообщения)

   

Оффлайн DL2KQ

  • Администратор
  • *****
  • Сообщений: 1870
  • Репутация: +206/-6
    • Просмотр профиля
Re: Семидиапазонный диполь - согласование
« Ответ #35 : 22 Сентября 2021, 18:38:14 »
  О конструктиве любого балуна, работающего на рассогласованную высокоомную линию. Токи в катушках балуна могут быть (не обязательно, но при высоком реактивном импедансе  нагрузки случается) аналогичны токам в катушке П-контура в ламповом РА соответствующей мощности.  Поэтому, материалы, которые нельзя вообразить в катушке лампового РА (ферриты, горючий и\или плывущий от температуры пластик, коаксиалы, тонкие провода) в таком балуне применяться не должны.
   Иначе может случиться, что на каких-то диапазонах и\или при изменении размеров антенны\линии балун начнет гореть. Поэтому смотрим на катушку П-контура и делаем так же: керамика, толстые провода с минимальным касанием каркаса (каркас ребристый или плоский с отверстиями), мощные выводы, болтовые соединения.
« Последнее редактирование: 23 Сентября 2021, 01:16:02 от DL2KQ »

Оффлайн daomsk

  • **
  • Сообщений: 12
  • Репутация: +0/-0
  • Александр
    • Просмотр профиля
Re: Семидиапазонный диполь - согласование
« Ответ #36 : 23 Сентября 2021, 05:42:34 »
Поэтому, материалы, которые нельзя вообразить в катушке лампового РА (ферриты, горючий и\или плывущий от температуры пластик, коаксиалы, тонкие провода) в таком балуне применяться не должны.
   ...Поэтому смотрим на катушку П-контура и делаем так же: керамика, толстые провода с минимальным касанием каркаса (каркас ребристый или плоский с отверстиями), мощные выводы, болтовые соединения
То бишь, балун должен быть воздушным? А как же тогда реализовать приемлемый КПД на НЧ диапазонах? Конструкция вырисовывается достаточно монструозная и по размерам, и по весу... ну и по деньгам тоже.
Интересно, в профессинальной технике как реализованы подобные симметрирующие воздушные балуны?

Оффлайн Игорь 2

  • ****
  • Сообщений: 272
  • Репутация: +48/-5
  • Мой форум - www.analogtrx.com
    • Просмотр профиля
Re: Семидиапазонный диполь - согласование
« Ответ #37 : 23 Сентября 2021, 10:31:17 »
В общем-то, написанное Игорем красным у меня тоже вызывает известный скептицизм, ибо, смешивать резонансные цепи с трансформирующими, или запирающими вряд ли логично. По своему опыту, повторю в который раз, нагрева МАТЕРИАЛА (см. мои запорники за одно экзотическое кольцо я сто стержней могу купить, и сделать транс на миллион киловатт :)) ) не наблюдал ни разу - у меня есть тепловизор, и я могу со 100% гарантией определять, что именно греется.
А вот на низкие сопротивления, нагрев, естественно, присутствует, но это, повторю именно нагрев ПРОВОДА. Чтобы уйти от этой напасти, симметрирующий транс, или запорный дроссель, весьма желательно вешать сразу на полотно, где вероятность получения малых сопротивлений при адекватных размерах антенны нулевая.
Ну, и опасения того, что что-то там уйдёт в параллельный резонанс, и напряжение на запорнике или трансе резко подскочит, на мой взгляд, тоже ничем не обоснованы - у собственного резонанса подобных дросселей, добротность крайне низка - на холостом ходу у меня всего-навсего 42 на частоте 1.2 МГц, но это, повторю, холостой ход.
« Последнее редактирование: 23 Сентября 2021, 11:22:35 от Игорь 2 »

Оффлайн Игорь 2

  • ****
  • Сообщений: 272
  • Репутация: +48/-5
  • Мой форум - www.analogtrx.com
    • Просмотр профиля
Re: Семидиапазонный диполь - согласование
« Ответ #38 : 23 Сентября 2021, 11:05:55 »
Ну, и из моих измерений (L обмотки =84 мкГн 100 кГц, fрез=1.2 МГц), вырисовывается эквивалентная схема на 1.2 МГц транса 1:4 на моём стержне - см. картинку.
Известно, что при КСВ=22 (приведённое к 50 омам 50 Ом последовательно 200 пФ) на 3.5 МГц, при мощности 200 Вт у меня нагрева транса нет (см. мои ссылки), если Игорь сумеет показать, в каких вариантах у меня будет всё-таки нагрев с эквивалентной схемой, я с ним, естественно, соглашусь... ;) :)
« Последнее редактирование: 23 Сентября 2021, 13:07:51 от Игорь 2 »

Оффлайн Игорь 2

  • ****
  • Сообщений: 272
  • Репутация: +48/-5
  • Мой форум - www.analogtrx.com
    • Просмотр профиля
Re: Семидиапазонный диполь - согласование
« Ответ #39 : 23 Сентября 2021, 11:53:18 »
Ну, и до кучи, можно добавить, что когда я грузил свой транс на нагрузку с приведённым КСВ=22 (приведённое к 50 омам 50 Ом последовательно 200 пФ) на 3.5 МГц, на первичке транса было +13 дБ от входного напряжения по 50 Ом (см. скрин), т. е., при 200 Вт это 447 вольт.
Естественно, присутствует некая условность - я не учитываю небольшое изменение индуктивности с частотой из-за применения ферромагнитного сердечника (там реально будет падение, но не сильно много - порядка 16%), и добротности от частоты (будет ещё ниже, но, опять же не намного).
Ну, из минусов моего варианта, помимо потенциального риска разрушения или повреждения стержня (чего по жизни не видел ни разу  :-\) самый очевидный - заметный разбаланс на частотах выше 10 МГц, но, опять же, никто не мешает на ВЧ применять теперь уже вполне логичный воздушный транс...
« Последнее редактирование: 23 Сентября 2021, 12:52:41 от Игорь 2 »

Оффлайн DL2KQ

  • Администратор
  • *****
  • Сообщений: 1870
  • Репутация: +206/-6
    • Просмотр профиля
Re: Семидиапазонный диполь - согласование
« Ответ #40 : 23 Сентября 2021, 15:20:22 »
Ну, и опасения того, что что-то там уйдёт в параллельный резонанс, и напряжение на запорнике или трансе резко подскочит, на мой взгляд, тоже ничем не обоснованы - у собственного резонанса подобных дросселей, добротность крайне низка - на холостом ходу у меня всего-навсего 42 на частоте 1.2 МГц, но это, повторю, холостой ход.
Не из-за собственного катушек.
   А резонанс системы тюнер-балун-линия антенна. Который просто рабочий режим (для того нам тюнер и балун понадобились, чтобы всю систему вогнать в резонанс). И вот когда нагруженная добротность этого резонанса велика, то тут чудеса и начинаются.
  У меня балун вполне раскалялся выше 100С  при киловатте ... полутора  (тюнер и балун дома, с  улицы заходит двухпроводка) кольца FT-240-K (пара) с обмотками из провода 2 мм на паре диапазонов, где получался высокий входной импеданс. На 3,5 MHz горело и кольцо и провод (сердечник уходит выше температуры Кюри, падала его проницаемость, "уплывала" узкополосная в этом диапазоне настройка). А
 на 14 MHz в основном раскалялся провод (настройка не уплывала, но сам провод был горячее сотни градусов). А  на остальных диапазонах всё едва теплое.

  Кстати поэтому если в мощном балуне приходится применять провод в в изоляции, она обязана быть высокотемпературной: или лаковой или фторопластовой. Причем последнее не гарантия: у меня случалось  сплавлялись  вместе и прогорали до меди пара проводов МГШВ 1,5. Термоусадка тоже может прогорать.
  И еще кстати. Если балун на феррите (любом), то разумнее обеспечить воздушный зазор между обмотками и ферритом (тут уж приходится мириться с падением коэффициента связи между обмотками), чтобы раскаленный провод обмотки не перегрел бы сердечник. Отчего тот под проводом может механически лопнуть (примерно как бутылка, которая трескается по линии раскаленного провода): и такое, увы, у меня случалось (обломки потом клеил эпоксидкой, чтоб потом кольцо хоть в менее ответственных местах использовать можно было). То что обычно не хвастаюсь негативным опытом, не значит, что его у меня нет :)



Оффлайн Игорь 2

  • ****
  • Сообщений: 272
  • Репутация: +48/-5
  • Мой форум - www.analogtrx.com
    • Просмотр профиля
Re: Семидиапазонный диполь - согласование
« Ответ #41 : 23 Сентября 2021, 15:45:37 »
Я попробую к ночи достать свой усилитель от монстра, и картинки, если не с киловаттом, то хотя бы с 700 ваттами приведу.
То, фотку чего я выложил, у меня с конца 80-х на всех выездах работало с мощностью до 200 Вт., непрерывно каждое лето по 3...4 месяца на частотах от 3 до 8 МГц. И, повторю, КСВ, как минимум, десятку держало без проблем и какого-либо нагрева.
Но, ещё раз повторю - балун стоял у полотна, следовательно, активная составляющая антенн, приведённая ко входу транса, никогда ниже 25 Ом не опускалась, в противном случае, как я писал выше, начинала греться сама обмотка из-за повышенного тока.
Ну, а то, что у Вас где-то грелся сердечник, то просто витки пожалели, сколько там индуктивность-то была? Кольцо какое?  :D У меня, напомню, около 100 мкГн, у того, что приводил на фото - 84, я специально его не домотал до заполнения, чтобы чётко отмечать, что конкретно греется - обмотка или сердечник - просто раньше я вообще на эту тему даже не морочился, прекрасно зная, что проблем с этим нет никаких, а тут вначале у меня, я потом у Вас эта тема появилась, вот и пришлось вспоминать годы зрелости.  ;D
А по поводу просвета между сердечником и обмоткой, так это я тоже иногда с большими мощностями делал для перестраховки наматывая на стержень какую-то жёлтую трансформаторную ленту (она часто поверх обмоток в сетевых трансах использовалась), меня напрягало высокое напряжение на проводах при плохих антеннах, хотя, и сам по себе сердечник, постоянный ток не проводит.
Но, зачем-то мотал...

А резонансов там нет никаких, критически повышающих напряжения на обмотках, попробуйте нарисовать и привести эквивалентную схему, где Вы считаете, что он может образоваться. Я таких вариантов не вижу. От слова вообще.

Оффлайн Игорь 2

  • ****
  • Сообщений: 272
  • Репутация: +48/-5
  • Мой форум - www.analogtrx.com
    • Просмотр профиля
Re: Семидиапазонный диполь - согласование
« Ответ #42 : 23 Сентября 2021, 18:49:44 »
Я попробую к ночи достать свой усилитель от монстра, и картинки, если не с киловаттом, то хотя бы с 700 ваттами приведу.

Достал. Итак, нагрузка транса 50 Ом, КСВ по входу около 4 (входное порядка 12 Ом) - специально так сделал, чтобы нагрузку на провод побольше дать.
Частота 1.9 МГц, мощность 800 Вт., через минуту 52 град.

Оффлайн Игорь 2

  • ****
  • Сообщений: 272
  • Репутация: +48/-5
  • Мой форум - www.analogtrx.com
    • Просмотр профиля
Re: Семидиапазонный диполь - согласование
« Ответ #43 : 23 Сентября 2021, 18:55:08 »
То же самое 3.5 МГц, через минуту - та же температура...

Оффлайн Игорь 2

  • ****
  • Сообщений: 272
  • Репутация: +48/-5
  • Мой форум - www.analogtrx.com
    • Просмотр профиля
Re: Семидиапазонный диполь - согласование
« Ответ #44 : 23 Сентября 2021, 18:57:23 »
То же самое, 7 МГц, через минуту - 60 град...