Радиолюбители по своей природе люди пытливого ума и неутомимые экспериментаторы. Одним из направлений экспериментов, безусловно является антенностроение. При чем это практически бесконечный процесс, не заканчивающийся круглогодично и проходящий не взирая на погодные условия, наличие или отсутствие прохождения радиоволн и другие обстоятельства. Проводя эксперименты, радиолюбители и особенно отдельная их каста – коротковолновики, часто исследуют укороченные антенны. В связи с этим, возникает потребность в том или ином согласующем устройстве. Частным случаем такого устройства является согласующий широкополосный высокочастотный трансформатор. Согласующий высокочастотный трансформатор предназначен для согласования импедансов источника сигнала (приемопередающая аппаратура или трансивер) и нагрузки – антенны. Согласование позволяет обеспечить передачу максимальной мощности от источника к нагрузке без отражения волн и потерь сигнала. Одновременно, трансформатор обладает широкополосными свойствами, что позволяет использовать его в широком диапазоне частот перекрывающем все или большинство коротковолновых диапазонов. Учитывая широкий диапазон экспериментов и трудноформализуемые параметры антенн, особенно укороченных, крайне удобно использовать при экспериментах согласующий трансформатор не с фиксированным, а с изменяемым коэффициентом трансформации.
Один из практических вариантов переключаемого согласующего трансформатора предложен в [1]. В отечественной литературе описание этой конструкции приведено в [2]. Схема трансформатора приведена на рисунке 1. Он содержит три одинаковые обмотки, причем от середины одной из них сделан отвод. Трансформатор обеспечивает следующие коэффициенты трансформации (по сопротивлению): 1,44; 2,25; 4; 5,75 и 9.
Изменение коэффициента трансформации осуществляют переключателем на шесть положений и два направления. Схема такого переключателя приведена на рисунке 2.
В верхнем по схеме положении переключателя трансформатор отключен (сигнал с входа проходит непосредственно на выход), а последующие положения переключателя соответствуют коэффициентам трансформации от входа к выходу 1,44; 2,25; 4; 5,75 и 9. Естественно, что трансформатор можно использовать и как понижающий с коэффициентами трансформации 0,7; 0,44; 0,25; 0,18 и 0,11. В этом случае сигнал подают на "выход" (по рис.2), а снимают с "входа". При практической реализации трансформатора и устройства согласования на его основе в качестве сердечника использовался кольцевой ферритовый магнитопровод с внешним диаметром 29 мм и начальной магнитной проницаемостью 125 (магнитопровод FT114-61). Такой магнитопровод можно применять с передающей аппаратурой мощностью до 100 Вт.
На рисунке 3 приведен эскиз, поясняющий размещение обмоток высокочастотного трансформатора на ферритовом кольце.
Для намотки трансформатора удобно изготовить заготовку из трех проводов диаметром 1,2 мм, так, как показано на рисунке 4.
Провода 1-2 и 3- 4 имеют длину 35 см, а провод 5-6 - 40 см. Дополнительные 5 см провода 5-6 используют для формирования отвода А длиной 2,5 см. При такой длине проводов обмотки на примененном магнитопроводе размещаются 10 витков, что обеспечивает рабочую полосу частот от 1,8 до 30 МГц. При использовании магнитопроводов других размеров (уменьшение размеров снижает максимально допустимую мощность) и/или из материала другой проницаемости (должна быть в пределах 20-100) необходимо скорректировать число витков трансформатора. Оно должно быть таким, чтобы индуктивность обмоток была примерно такой же, что и у прототипа (около 10 мкГн).
Для экспериментов на частотах ниже 1,8 МГц, например в диапазоне 136 кГц, интерес представляет использование Кольцевых ферритовых магнитопроводов большего сечения и магнитной проницаемостью в пределах 400-600 единиц.
Список источников
- Technical Topics. - Radio Communication, 1997, February, p. 77
- Журнал Радио № 10, 2002 г., стр.71.