Симметричный антенный тюнер на переключателях П2К [Ballanced antenna match with switches]

За основу взят мой кнопочный Т-тюнер с дискретными элементами. Ранее я уже переделывал его под симметричный вариант, но в урезанном исполнении. Емкости находились со стороны линии, похоже этого было достаточно при условии большего чем 50 Ом импеданса линии. Теперь пришло время сделать симметричный тюнер полнофункциональным. Итак, схема исходного Т-тюнера и его фото:

Схема необходимого симметричного тюнера:

Емкости создаются на базе кнопочных переключателей П2К, каждый сдвоенный, двухпозиционный и наборных емкостей, с пробойным напряжением 50 В. Переключатели в блоках независимые, с фиксацией. Крепежные шины переключателей со стороны кнопок и с задней стороны имеют внутреннее соединение, поэтому их нельзя использовать в качестве объединяющих шин для конденсаторов, если корпус тюнера железный! Объединяющие шины я выполняю одножильным монтажным проводом. На каждом блоке переключателей получается 4 шины, два изолированных наборных конденсатора. Точность подбора номиналов конденсаторов около 1 пФ. 

Сразу же укажу ссылку на методику прочистки и ремонта переключателей П2К: https://youtu.be/lieYhz3ICo8

В результате сборки двух двойных изолированных конденсаторов заполню таблицу номиналов:

Кнопка	ХХ	10 пФ	22 пФ	47 пФ	82 пФ	150 пФ	330 пФ	680 пФ	КЗ
С_линии Внешние шины	8	18	31	55	94	153	342	737	-
Внутренние шины	9	19	31	56	93	154	338	735	-
С_трансивера Внешние шины	8	18	30	59	99	156	332	729	-
Внутренние шины	8	19	31	59	95	155	331	728	-

СL – ёмкость со стороны линии;

СТ – ёмкость со стороны трансивера;

Максимальная емкость конденсатора линии (С линии внеш.) = 1430 пФ (расчетно)

Максимальная емкость конденсатора линии (С линии внут.) = 1426 пФ (расчетно)

Максимальная емкость конденсатора трансивера (С трансивера внеш.) = 1373 пФ (чистое измерение) и 1423 пФ (расчетно)

Максимальная емкость конденсатора трансивера (С трансивера внут.) = 1377 пФ (чистое измерение) и  1418 пФ (расчетно)

Минимальная конструктивная емкость каждого сдвоенного конденсатора = 10 пФ

Минимальный дискрет (шаг) каждого сдвоенного конденсатора = 10 пФ

Паразитная емкость между клеммами разных сдвоенных конденсаторов = 10 пФ при полностью разомкнутых переключателях и = 18 пФ при замкнутых переключателях.

В моем случае я сделал пометку красной точкой конденсатора, который будет установлен со стороны линии. Около этой точки находится переключатель с плохим контактом.  На каждом многокнопочном выключателе внешние две шины = С1, внутренние две шины = С2.  

Теперь нужно соединить конденсаторы согласно схеме, подключить вход симметричной линии к конденсаторам «С линии», подключить токовый дроссель к конденсторам «С трансивера», подключить катушку индуктивности к точкам сопряжения «С линии» и «С трансивера».

Индуктивность, которая была установлена в Т-тюнере имеет предельную индуктивность около 8.5 мкГн. Этого скорее всего будет недостаточно на НЧ – диапазонах. Поэтому я установлю добавочную катушку с максимальной индуктивностью 10.5 мкГн, что обеспечит максимум в 19 мкГн. (Добавлена индуктивность: d1=0.5 мм, D=15 мм, 51 виток, есть отвод 28/23 виток, 28 со стороны дальнего конца индуктивности,  51 виток вносит около 10.5 мкГн. )

Токовый дроссель выполняется кабелем RG-174, на черных кольцах большой проницаемости. Желательно иметь сопротивление по ВЧ-току не менее 1 КОм на всех любительских диапазонах от 1 до 30 МГц.  

В качестве устройства симметрирования будет использован дроссель на 4 колечках НЧ феррита, 4 витка, 2+2 в противофазе, также можно использовать дроссель на кольце НЧ феррита со встречной обмоткой по книге DL2KQ. 

До установки в тюнер проверим параметры этих устройств в полосе от 1 до 29 МГц, S21 gain (по пропусканию – обычное включение), и по подавлению – подключение оплетки к портам NanoVNA. 

Калибровка:

Дроссель обычный пропускание:

Дроссель обычный подавление:

Дроссель со встречной обмоткой пропускание:

Дроссель со встречной обмоткой подавление:

Получаем следующий результат по основным диапазонам:

	Диапазон, МГц
Дроссель 4 витка, 4 колечка НЧ Феррит	1.8	3.5	7	14	28
S21 пропускание, дБ	-0.25	-0.26	-0.22	-0.2	-0.2
S21 подавление, дБ	-18	-19	-20	-21	-20

	Диапазон, МГц
Дроссель 1 кольцо НЧ Феррит, встречная обмотка	1.8	3.5	7	14	28
S21 пропускание, дБ	-2.5	-1.2	-0.7	-0.7	-1
S21 подавление, дБ	-11	-18	-6	-2	-3

Дроссель 4 витка – больше похож на дроссель, плавностью характеристики. Модуль сопротивления около 900 Ом.

 Дроссель со встречной обмоткой обладает резонансными свойствами, что совсем не хорошо для такого типа устройства. Модуль сопротивления около 900 Ом.

Итоговый результат:

Литература:

[1] Антенны КВ и УКВ. И.В. Гончаренко, "Радиософт"

[2] И.С. Лавриненков "Практика радиолюбителя. Антенны, маяки, скиммеры." см.

http://lavrinenkov.blogspot.com/2019/04/amateur-radio-practice.html

[3] И.С. Лавриненков "Антенный QRP тюнер на дискретных элементах", CQ-QRP #59 (Лето 2017)

Материал подготовил

Лавриненков Игорь / R2AJA

для связи позывной + @ + mail.ru