Non avendo la disponibilità immediata di un toroide per costruire un balun adattatore 49:1 ho pensato di realizzarlo avvolgendo l’autotrasformatore su un tubo di plastica del diametro di cinque centimetri una adeguato numero di spire,
Basandomi su Radioutilitario che purtroppo non contempla questo tipo di balun in aria mi sono avvalso però dei suoi calcoli per determinare in base alla reattanza offerta per la frequenza più bassa che, nel mio caso era 7 MHz, determinare appunto il numero di spire dell’avvolgimento primario.
Ho assunto arbitrariamente che il suo valore ohmico (a vuoto, ovvero prima
dell’influenza introdotta dalla trasformazione) non fosse né troppo bassa e nemmeno troppo alta per evitare che poi non vi scorresse corrente nell’avvolgimento. Cinque spire su un diametro di 5 cm mi sono sembrate adeguate, rappresentando una XL di circa 90 ohm @ 7 MHz.
Per ottenere il rapporto 1:7 (l’impedenza segue poi la regola quadratica) ho continuato ad avvolgere ulteriori 30 spire fino a dove sarebbe poi partita la EFHW lunga 20 metri.
Mentre avvolgevo a spire serrate il conduttore isolato da 0.75 mm, mi rendevo conto quanto lungo stesse venendo l’avvolgimento e mi chiedevo come avrebbe fatto il flusso magnetico prodotto da quelle cinque spire a concatenarsi con il resto dell’avvolgimento.
Usando un toroide il problema non si pone, ma in aria è un altro discorso.
Comunque ho terminato l’opera e come prima cosa ho verificato il ROS.
Assolutamente fuori ogni criterio: l’antenna presentava un ROS intorno all’ 1:5 su tutte le intere bande dei 7 e 14 MHz, senza mostrare le benché minime variazioni.
Non avendo a disposizione delle resistenze adatte per simulare il carico rappresentato dall’antenna mi sono autoconvinto che i miei timori fossero fondati: non vi era il concatenamento magnetico necessario per indurre RF nel secondario e che l’accoppiamento fosse invece di tipo capacitivo anziché induttivo.
Avrei si potuto riavvolgere il tutto con tecnica multifilare (per intenderci “bifilare” “trifiare ma qui si trattava di "settefilare” HI!) ma ero certo che non mi sarebbe stato possibile.
Pertanto ho demolito tutto e ho ripiegato su una Long Wire lunga 16,2 metri e che a molti ha funzionato decentemente.
Mi occorreva ora un balun 9:1, molto più semplice da realizzare in aria.
Il nuovo balun sarebbe stato quindi di 4 spire e mezza avvolte in trifilare, secondo il classico schema.
Collegato al filo lungo 16,2 metri, senza alcun contrappeso, ho provato il ROS: discreto in 40, ottimo in 20 nella porzione CW/Digitale ma alto a 14,300. Per i miei usi da “cacciatore” potevo essere soddisfatto, considerato che le mie caccie sono essenzialmente in 40 metri ed i 20 li utilizzo solo in digitale.
Rimaneva solo da provare la LW paragonandola al dipolo: in ricezione la long wire aveva ancora un noise in 40 sul S6 ma l’intelligibilità dei segnali bassi mi sembrava soddisfacente.
Grazie a Telegram ho stanato il mio collega di Sezione ARI Ivo IK0RMR e abbiamo fatto un ottimo QSO in 40 metri, riducendo nel finale la nostra potenza, io con 5 e lui con 15
watt. Io l’ho sempre copiato perfettamente, mentre lui a tratti a fatica, segno che il noise è altrettanto presente anche nei Castelli Romani.
Non pago del successo ho voluto tentare anche con Fabio IK2LEY che nel frattempo era in attivazione e poi, poco prima di cena, Nicola IN3EYY con un ottimo S7 per me che uscivo in QRP… Potevo ora ritenermi soddisfatto.
Roberto, io di avvolgimenti in aria ne ho fatti diversi e mi hanno sempre funzionato. Anzi le mie prime EFHW si sono basate sul progetto di John M0UKD.
l’unico modo in cui ho visto un balun (anzi un unun) in aria funzionare è quando il secondario è un “tank” con un bel condensatore in parallello all’avvolgimento.
Senza condensatore servono almeno 8 - 9 uH al primario per avere un ROS sufficientemente basso (il che comporta un numero di spire importante al secondario), da qui la necessità di ricorrere a nuclei in ferrite.
Per quanto riguarda la giusta annotazione di Roberto:
mi chiedevo come avrebbe fatto il flusso magnetico prodotto da quelle cinque spire a concatenarsi con il resto dell’avvolgimento
Il fattore di accoppiamento k è poco importante nei trasformatori in aria, almeno al fine delle perdite (il flusso magnetico non concatenato alla fine non viene disperso), diversamente dai trasformatori su nuclei in ferrite con alta permeabilità magnetica (il flusso non concatenato diventa calore).
C’è però un aspetto comune in entrambe i casi, possiamo vedere il primario di un trasformatore come un collegamento in serie di due induttanze:
Una con coefficiente di accoppiamento k pari a 1 e che rappresenta il “trasformatore idealmente accoppiato”;
Una che invece rappresenta il flusso magnetico non concatenato, e possiamo considerarla “parassita”.
Pertanto avere un trasformatore avvolto in aria vuol dire avere una grossa induttanza parassita. E’ un problema? Dipende… Nei trasformatori in aria il Q è elevato e le perdite contenute, di sicuro questa induttanza parassita pone dei problemi all’aumentare della frequenza.
Nei trasformatori con nucleo di ferrite è assolutamente da evitare proprio per evitare le perdite citate (da cui non è una buna idea avvolgere trasformatori di impedenza su bacchette di ferrite).
Il k è uno dei motivi per cui si usa nei trasformatori di impedenza con nucleo in ferrite un condensatore al primario per migliorare il ROS a frequenze più alte.
il mio dubbio consisteva proprio che nel balun 49:1 nella configurazione ad autotrasfomatore, il primario doveva essere nella parte iniziale dell’avvolgimento per avere una configurazione sbilanciata.
Questo comportava che le linee di flusso magnetico generate dal primario difficilmente si sarebbero potute concatenare con le restanti trenta spire disposte di lato.
Il balun 9:1 avvolto invece in trifilare non ha presentato il problema e funziona.
Forse non ci siamo intesi.
ho voluto insistere a realizzare un 1:49 (o forse anche più … ) avvolgendo l’autotrasformatore con rapporto 1:7 su tubo di plastica del diametro di 5 cm.
Ho utilizzato 10 metri di filo isolato da 0,75 mm dividendolo esattamente in sette pezzi, lunghi quindi 1,42 m ciascuno.
Ho praticato su un lato del tubo, immediatamente dopo il connettore PL sette fori contigui dove ho infilato l’estremo dei sette conduttori e con santa pazienza ho avvolto la “fettuccia” costituita dai sette fili fino al loro termine, non prima di aver praticato altri sette fori al tubo ed infilandoli dentro.
A quel punto aiutandomi con un ohmetro ho rintracciato il primo avvolgimento che poi avrebbe costituito il primario, e saldando al PL259.
Poi, sempre grazie all’ohmetro ho rintracciato inizio e fine dei restanti sei avvolgimenti e li ho collegati in sere gli uni agli altri secondo lo schema all’inizio di questa discussione. Per inciso, ognuno è risultato essere di circa sei spire interlacciate fra loro.
Come radiatore gli ho collegato un filo lungo 20,2 metri e ho provato il ROS: perfetto in 40 metri, gamma che a me interessava.
In ricezione era molto più silenziosa della Long Wire di inizio articolo e sono andato alla ricerca di qualche collegamento di verifica.
Dopo una prima caccia ad un attivatore POTA (IU4PRA) ho chiesto a Marco IU2HEE disponibilità di confronto con le due antenne.
Marco è stato molto disponibile a seguirmi nelle prove e mentre io lo ricevevo sempre splendidamente con S8 pieno e S9 con la LW, ma con un noise base di S8, lui col la EFHW faticava a ricevermi mentre ero su S3-S5 con la LW di 12,2 m.
Le cose non andavano come sperato e l’antenna era solo un’ottima antenna ricevente, tant’è che rendeva inutile l’utilizzo del X-Phase.
Stesse prove ripetute nel pomeriggio con Gianni IW0HLE e Nicola IN3EYY col quale ho terminato il QSO in QRP con un ottimo S6 ricevuto.
Morale: costruire un balun adattatore 1:49 (o più) in aria e sperare che irradi tutta la potenza immessa è una chimera, mentre per ricevere non c’è nulla da eccepire.
Il toroide FT240-43 è in ordine.
