ВЧ токи по оплетке коаксиального кабеля [HF current in coaxial cable shield]

 В городских условиях для работы на КВ я использую антенну - луч, подключенный к СУ - типа. В качестве "ВЧ земли" - рама окна. Поскольку такая антенна сильно несимметричная, ожидаю появление больших токов по внешней оплетке коаксиального кабеля. Стало быть возникает вопрос - нужен ли блокирующий дроссель сразу за СУ со стороны коаксиального кабеля? Неожиданно возможность провести эксперимент появилась сама-собой - межкомнатный переезд, луч остался где и висел, появился удлиняющий коаксиальный кабель. Излишки коаксиального кабеля я сбухтовал, дроссель готов! 😀

Можно видеть лучик идущий вправо вверх, и коаксиал, идущий влево от балкона. 

Тонкий коаксиал нормально проходит через резиновый уплотнитель окна. Пока созданием/покупкой полоскового перехода не озадачивался. 

Вот здесь видна бухта и согласующее LC-типа. 

Используется дроссель 11 витков, диаметр 11 см. Очень примерно оценю индуктивность как 30 мкГн. Тогда по диапазонам, реактивное сопротивление создаваемое таким дросселем будет:

Диапазон	Частота, кГц	Сопротивление (|jWL|), Ом
80M	3600	678
40M	7100	1338
20M	14100	2657
15M	21100	3977
10M	28300	5334

Для измерения ситуации около коаксиального кабеля я буду использовать датчик ВЧ-поля:

Стрелочный микроамперметр, также является датчиком поля. 

Также я буду использовать датчик ВЧ-тока, на ферритовой защелке:

Здесь к кабелю (за кадром) подключен NanoVNA анализатор, и этого достаточно, чтобы датчик зафиксировал ВЧ-напряжение 5-7 мВ. 

С помощью NanoVNA оценим что происходит с КСВ во всем КВ диапазоне. 

Сначала нагруженный на резистор 50 Ом кабель:

Теперь нагруженный на 1к9 трансформатор с лучом кабель:

Я отметил маркерами частоты 3.5, 7, 14 МГц - основные для радиолюбительства.

Измерения будут проводиться для сбухтованного в дросель коаксиала, а также разбухтованного варианта:

День 1 измерений

Начал измерения датчиком поля. Работаем на FT-891 с выходной мощностью 5 Вт. Коаксиал нагружен на СУ. Каждый диапазон настраивается по минимальному КСВ. Измерения в мВ.

Диапазон	С дросселем 11/11	Без дросселя	Подавление сигнала по оплетке, дБ
80М	300 (КСВ=1.8)	440 (КСВ=1.8)	3.3
40М	150 (КСВ=1.6)	170 (КСВ=1.6)	1.08
20М	580 (КСВ=1.8)	800 (КСВ=1.5)	2.79

На диапазоны 15-10М не пошел, т.к. СУ сложно их строит, слишком большая начальная ёмкость.

Теперь подключу трансформатор 1 к 9.

Диапазон	С дросселем 11/11	Без дросселя	Подавление сигнала по оплетке, дБ
80М	82 (КСВ=HSWR!)	100 (КСВ=HSWR)	1.7
40М	104 (КСВ=3)	76 (КСВ=3)	-2.7
20М	260 (КСВ=1.7)	742 (КСВ=1.5)	9.1
15М	2500 (КСВ=1.7)	2820 (КСВ=1.1)	1.04
10М	1440  (КСВ=1.1)	2460 (КСВ=1.5)	4.65

На 40М без дросселя ситуация лучше, чем с ним. 😯

Заметил, что чем ближе КСВ к 1 тем больше показания датчика поля.

Датчик поля работает в режиме больших токов – используем линейную логарифмическую зависимость: d = 20*log(V2/V1). 

День 2 измерений

По совету Димы UB3APP делаю измерения на эквиваленте резисторе, датчиком тока.

Диапазон	С дросселем 11/11	Без дросселя	Подавление сигнала по оплетке, дБ
80М	50 (КСВ=1!)	39 (КСВ=1!)	-2.15
40М	284 (КСВ=1)	72 (КСВ=1!)	-11.9
20М	250 (КСВ=1)	73 (КСВ=1!)	-10.7
15М	320 (КСВ=1)	236 (КСВ=1)	-2.64
10М	340  (КСВ=1)	175 (КСВ=1)	-5.76

Теперь ставит трансформатор 1к9 и измеряем по датчику тока:

Диапазон	С дросселем 11/11	Без дросселя	Подавление сигнала по оплетке, дБ
80М	129 (КСВ=HSWR)	344  (КСВ=HSWR)	8.5
40М	1669 (КСВ=3)	963  (КСВ=3)	-4.77
20М	3440 (КСВ=1.5)	8000 (КСВ=1.5)	7.33
15М	25000 (КСВ=1.7)	18000 (КСВ=1.5)	-2.85
10М	6900 (КСВ=1)	14800 (КСВ=1)	6.62

Результаты говорят о том, что непонятно, что я вообще измеряю. Похоже, что появление и исчезновение дросселя в структуре кабеля изменяет распределение пучностей и узлов напряженности по внешней стороне кабеля, и проводить измерение в фиксированной точке не имеет смысла. Пишите что думаете в комментариях или мне на почту.

Материал подготовил: Лавриненков Игорь / R2AJA

для связи позывной + @ + mail.ru