Progettazione, realizzazione e misure di un Bal-un 1:40

Progettazione, realizzazionee misure di un Bal-un 1:40

XXXI Meeting AIR, Torino 4-5 Maggio 2013

Alessandro Capra SWL : I-5858-MI

Alessandro Capra SWL I-5858-MI

Il bal-un che vogliamo realizzare deve essere in grado di offrire buone prestazioni dalle onde medie (e lunghe) sino a circa 30 MHz con un elevato rapporto di trasformazione (1:40).

Svilupperemo il progetto per gradi fornendo risposte ad alcuni quesiti:

1 Quale tipologia di Bal-un ?

2 Che caratteristiche deve avere ?

3 Come realizzarlo?

Al termine effettueremo delle misurazioni con strumentazione

Il Progetto


La scelta è caduta su un bal-un in tensione con i seguenti vantaggi:

A) Antenna e discesa coassiale sono elettricamente isolate ed elettricamente cortocircuitate

B) Qualsiasi sia la configurazione dell’antenna (dipolo, stilo verticale) il cavo coassiale non è parte dell’antenna

50 ohm

Stiloo braccio dipolo

Radiale oBraccio dipolo

Schema

FT140/43

1. Tipologia di Bal-un

L1 = primario

L1 L2

L2 = secondario


Il bal-un che andremo a realizzare deve:

Presentare valori di Impedenza, Reattanza e Ros il più possibile costantisu un ampio range di frequenze

Adattare disadattamenti significativi (da 2.000 ohm a 50 ohm) che si possono presentare, ad esempio, sulle frequenze basse utilizzando antenne corte (si pensi alla “maxiwhip” o a un “dipolo corto utilizzati in onde medie)

Utilizzare componenti facilmente reperibili

2. Le caratteristiche


Elementi fondamentali per la buona riuscita del progetto sono la scelta del toroide e la cura dell’avvolgimento.

La scelta è caduta su un Amidon FT 140/43 che offre i seguenti vantaggi: Dimensioni in grado di consentire l’avvolgimento di filo non troppo sottile (quindi maggiore robustezza meccanica e minore attenuazione) Valore AL del toroide elevato con conseguente necessità di un minore numero di spire per gli avvolgimenti

Facilità di reperimento e costo contenuto

3. La realizzazione

* Il valore AL in µH è il valore di induttanza x 100 spire avvolte sul nucleo


Per il primario (L1) dobbiamo avvolgere 37 spire.Le spire sono avvolte evitando sovrapposizioni e utilizzando filo unipolare smaltato da 0,9 -1 mm (diametro tale da consentire di distribuire le spire su circa 2/3 della circonferenza del toroide).

L’avvolgimento secondario (L2) è formato da 6 spire uniformemente spaziate su almeno 2/3 della circonferenza del toroide.

Dalle numerose prove effettuate è emerso che per buona riuscita del progetto è fondamentale che:• gli estremi dell’avvolgimento (che verranno saldati al BNC da pannello) siano corti• si utilizzi cavo di grossa sezione (almeno 2 -2,5 mm).

Il calcolo Utilizzando uno dei tanti programmi per il calcolo dei bal-un che possiamo

reperire in rete ricaviamo che:

CircuitoPRIMARIO

CircuitoSECONDARIO


Capicorda

Uscita 50 ohm

centraleMassa

Nella foto

L’avvolgimento primario (filo rame smaltato 0,9mm) distribuito su due terzi del toroide con spire non eccessivamente serrate.NB: Per l’ottimizzazione del toroide e garantire una migliore copertura delle frequenze oltre i 25 MHz si è rivelato utile ridurre a 36 il numero delle spire.

Il filo dell’avvolgimento secondariorealizzato utilizzando due fili di rameargentato (da 1 mm) attorcigliati tra loro.

Lavorando sulla spaziatura delle spireè possibile migliorare i valori direattanza e ros.

PRIMARIO

SECONDARIO


Misurazioni:valori di impedenza, reattanza e swr

FREQUENZA (in Mhz) Impedenza reattanza Swr1,75 57 5 1,1

2 57 2 1,13 57 0 1,14 56 0 1,15 54 2 1,16 53 3 1,17 52 4 1,18 50 5 1,19 49 5 1,1

10 47 5 1,111 46 5 1,112 45 4 1,113 43 4 1,114 42 4 1,115 41 4 1,216 40 4 1,217 39 5 1,218 38 7 1,319 38 8 1,420 38 9 1,421 37 11 1,422 37 13 1,523 36 15 1,624 37 18 1,625 37 19 1,726 37 22 1,827 38 26 1,928 39 27 2,029 40 33 2,130 41 39 2,3

MISURAZIONE BALUN 1:40

strumento di prova: MFJ259 (CARICO 1980 OHM)


0

10

20

30

40

50

60

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

1,01,11,21,31,41,51,61,71,81,92,02,12,22,32,42,5

IMPEDENZA REATTANZA SWR

Frequenze in MHz

swr

Misurazioni: valori di impedenza, reattanza e swr

impedenza

swr

reattanza


Grazie

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