راهنمای DIY ساخت یک بالون 800 وات برای آنتن های دو قطبی
آیا تا به حال با تداخل تابشی کابل کواکسیال، مسائل EMI/RFI یا الگوهای تابشی نامنظم آنتن دست و پنجه نرم کرده‌اید؟ هنگام تغذیه آنتن دوقطبی، انتخاب و استفاده صحیح از بالان (ترانسفورماتور متعادل-نامتعادل) حیاتی است. این مقاله راهنمای جامعی برای ساخت یک بالان 1:1 با توان 800 وات ارائه می‌دهد و به شما امکان می‌دهد یک سیستم تغذیه آنتن دوقطبی با کارایی بالا بسازید که تداخل سیگنال را از بین می‌برد و راندمان آنتن را بهینه می‌کند.
در ارتباطات رادیویی آماتور، آنتن‌های دوقطبی به دلیل ساختار ساده و عملکرد عالی مورد علاقه بسیاری هستند. با این حال، آنتن‌های دوقطبی ذاتاً بارهای متعادل هستند، در حالی که کابل‌های کواکسیال که معمولاً استفاده می‌شوند، خطوط انتقال نامتعادل هستند. اتصال مستقیم این دو می‌تواند باعث شود که شیلد بیرونی کابل کواکسیال بخشی از آنتن شود و "جریان‌های حالت مشترک" ایجاد کند. این جریان‌ها نه تنها بر راندمان تابشی و الگوی آنتن تأثیر می‌گذارند، بلکه می‌توانند باعث ایجاد تداخل فرکانس رادیویی (RFI)، تداخل الکترومغناطیسی (EMI) و افزایش سطح نویز گیرنده شوند.
بالان به طور خاص برای رفع این عدم تطابق طراحی شده است. این دستگاه به طور موثر سیگنال نامتعادل کابل کواکسیال را به یک سیگنال متعادل برای آنتن دوقطبی تبدیل می‌کند و اطمینان می‌دهد که کابل کواکسیال صرفاً به عنوان یک خط انتقال عمل می‌کند و در تابش شرکت نمی‌کند. این امر جریان‌های حالت مشترک را به حداقل می‌رساند و کیفیت ارتباط را به طور قابل توجهی بهبود می‌بخشد.
قلب بالان 1:1 با توان 800 وات، هسته فریت است. این کیت DIY از هسته‌های فریت با کیفیت بالا در کنار سیم مسی نقره‌اندود با عایق PTFE استفاده می‌کند. عایق PTFE (پلی تترا فلورو اتیلن) نه تنها خواص دی‌الکتریک عالی (مقاوم در برابر 600-1000 ولت) را فراهم می‌کند، بلکه می‌تواند دما را تا 200 درجه سانتی‌گراد تحمل کند و پایداری و ایمنی را در سطوح توان 800 وات تضمین می‌کند. گیج نسبتاً نازک سیم امکان سیم‌پیچی فشرده را فراهم می‌کند و راندمان هسته را به حداکثر می‌رساند و سرکوب عالی جریان حالت مشترک را به دست می‌آورد.
در طول ساخت، با اتصال دو سیم (معمولاً آبی و مشکی) به هسته شروع کنید و حدود 7 سانتی‌متر از انتهای سیم را برای اتصالات بعدی باقی بگذارید. سپس، 12 دور فشرده روی یک نیمه از هسته و سپس 12 دور دیگر روی نیمه دیگر بپیچید. توالی و جهت سیم‌پیچی باید به شدت از نمودار پیروی کند: در پایه هسته، دو سیم آبی باید در کنار هم و سیم‌های مشکی در بیرون باشند؛ در بالا، سیم‌های مشکی باید در مرکز و سیم‌های آبی در بیرون باشند. اگر به اشتباه سیم‌پیچی شد، برای اطمینان از عملکرد صحیح بالان، فرآیند را مجدداً شروع کنید.
آماده‌سازی محفظه یک مرحله حیاتی است. ابتدا سوراخ‌هایی را روی صفحه پوشش محفظه برای کانکتورهای آنتن و تسکین کشش کابل علامت‌گذاری و دریل کنید. برای سوراخ‌های کانکتور آنتن، مته 16 میلی‌متری برای جا دادن کانکتورهای استاندارد SO-239 توصیه می‌شود. این سوراخ را تا حد امکان نزدیک به بالای صفحه قرار دهید تا کابل‌کشی آسان‌تر شود. مته پله‌ای این کار را ساده می‌کند.
پس از دریل کردن سوراخ 16 میلی‌متری، کانکتور را وارد کنید تا موقعیت پیچ‌ها را علامت‌گذاری کنید، سپس این‌ها را با مته 3.5 میلی‌متری دریل کنید. برای نصب‌های دائمی، در نظر بگیرید که یک نقطه تسکین کشش کابل با دریل کردن یک سوراخ 6 میلی‌متری برای یک حلقه فولاد ضد زنگ و یک سوراخ 5 میلی‌متری برای کانکتور آنتن اضافه کنید. قبل از ادامه نصب قطعات، تمام دریل‌کاری‌ها را کامل کنید.
این کیت شامل یک راه حل نوآورانه برای نصب هسته با صفحه نصب و پیچ‌های M3 است. هسته را با استفاده از بست‌های کابل به صفحه محکم کنید، سپس کل مجموعه را در محفظه نصب کنید.
برای اتصالات الکتریکی: سمت اولیه هسته (پایه، جایی که سیم‌های آبی جفت شده‌اند) به کانکتور کواکسیال متصل می‌شود. دو سیم آبی به پین مرکزی کانکتور متصل می‌شوند، در حالی که سیم‌های مشکی از طریق حلقه‌های زمین به محفظه متصل می‌شوند. برای رسانایی بهینه، عایق پلاستیکی را از حلقه‌های زمین قبل از لحیم‌کاری جدا کنید.
سمت ثانویه هسته به خروجی‌های آنتن متصل می‌شود: دو سیم آبی به یک ترمینال خروجی، دو سیم مشکی به ترمینال دیگر. از حلقه‌های ترمینال M5 موجود (با عایق جدا شده) برای این اتصالات استفاده کنید. برای جلوگیری از شل شدن، قبل از محکم کردن با مهره‌ها، یک واشر فنری شکاف‌دار هم در داخل و هم در خارج هر حلقه M5 قرار دهید.
پس از مونتاژ، عملکرد را با این تست‌ها تأیید کنید:
- یک مقاومت 50 اهمی (مثلاً 47 اهم) را بین ترمینال‌های آنتن وصل کنید و SWR را با یک SWR متر اندازه‌گیری کنید. مقادیر ایده‌آل باید به 1:1.5 یا کمتر نزدیک باشند.
- به طور جایگزین، یک آنتن دوقطبی نیم‌موج را وصل کنید که باید خوانش‌های SWR مطلوب را نیز نشان دهد.
بالان 1:1 از پیکربندی‌های مختلف آنتن دوقطبی پشتیبانی می‌کند:
برای عملکرد تک‌باند، دو قطعه سیم ربع موج را که به بالان متصل می‌شوند، ایجاد کنید. طول کل را با استفاده از فرمول زیر به عنوان نیم‌موج محاسبه کنید:
λ = u / f (که در آن u = سرعت نور ≈ 300,000,000 متر بر ثانیه؛ f = فرکانس بر حسب هرتز)
برای طول‌های عملی، ضریب سرعت 0.95 را اعمال کنید. مثال برای باند 20 متر (14.1 مگاهرتز):
| باند | فرکانس (مگاهرتز) | طول موج λ (متر) | نیم‌موج λ/2 (متر) | ربع موج λ/4 (متر) |
|---|---|---|---|---|
| 160 متر | 1.81 | 165.75 | 82.87 | 41.44 |
| 80 متر | 3.6 | 83.33 | 41.66 | 20.83 |
| 60 متر | 5.35 | 56.07 | 28.04 | 14.02 |
| 40 متر | 7.1 | 42.25 | 21.13 | 10.56 |
| 30 متر | 10.1 | 29.70 | 14.85 | 7.43 |
| 20 متر | 14.15 | 21.20 | 10.60 | 5.30 |
چندین آنتن دوقطبی نیم‌موج با طول‌های مختلف را به صورت موازی وصل کنید. فاصله کافی بین المان‌ها را حفظ کنید (یا آن‌ها را در زوایای مختلف قرار دهید) تا تداخل به حداقل برسد. ابتدا المان‌های بلندتر (فرکانس پایین‌تر) را تنظیم کنید.
برای افزایش الکتریکی آنتن‌ها، کویل‌های بارگذاری را اضافه کنید. مثال برای 80/40 متر: کویل 100 میکروهنری (150 دور سیم 0.5 میلی‌متری روی فرم PVC 19 میلی‌متری) بپیچید. موقعیت کویل را برای بهینه‌سازی عملکرد در باندهای مختلف تنظیم کنید.
