Do połączenia grupy anten (każda o impedancji 50Ω) potrzebny jest koncentryczny ¼ λ transformator antenowy z 50Ω portami, który transformuje impedancję wejściową wynikającą z równoległego połączenia zestawu anten do impedancji wyjściowej zależnie od impedancji linii transformującej.
Można oczywiście zakupić taki transformator, jak większość rzeczy w dzisiejszych czasach, ale dla osób preferujących dłubanie polecamy własnoręczne wykonanie konstrukcji transformatora.
Można również wykonać połączenie anten za pomocą przewodu koncentrycznego, wiadomo jednak, że transformatory powietrzne dają mniejsze straty. Aby przystąpić do wykonania, najlepiej pobrać program do wyliczeń wymiarowych transformatora (plik o nazwie antc.exe)
Program ten wyświetla impedancję transformatora w zależności od wpisanej średnicy zewnętrznej rurki oraz wewnętrznego wymiaru rury kwadratowej.
Przystępujemy do wyliczenia potrzebnej nam impedancji linii transformującej. Wyliczamy ją ze wzoru:
ZL2 = Zwe · Zwy gdzie:
ZL – impedancja linii transformującej,
Zwe – impedancja wejściowa transformatora,
Zwy – impedancja wyjściowa transformatora.
Opisany poniżej przykład wyliczeń dotyczy transformatora do połączenia czterech anten o impedancji pojedynczej anteny wynoszącej 50Ω , pracujących w paśmie 432MHz.
ZL2 = Zwe · Zwy = 12,5 · 50 = 625
ZL = 25Ω gdzie:
Zwe – impedancja wynikająca z równoległego połączenia czterech anten o impedancji pojedynczej anteny wynoszącej 50Ω,
Zwy – impedancja wyjściowa radiostacji.
Postanowiliśmy wykonać nasz transformator z materiałów ogólnie dostępnych, czyli z aluminiowej rury kwadratowej o wymiarach zewnętrznych 30×30 mm i grubości ścianki 2 mm oraz okrągłej rurki miedzianej. Wewnętrzny wymiar rury kwadratowej wynosi zatem 26 mm.
Po podstawieniu tego wymiaru w programie antc.exe i wprowadzeniu średnicy zewnętrznej rurki miedzianej wynoszącej 18 mm otrzymujemy impedancję linii transformującej ZL równą 25,09Ω. Chodziło nam o zastosowanie materiałów niewymagających dodatkowej obróbki wymiarowej (toczenia na wymiar). Jak widać z obliczeń teoretycznych popełniamy niewielki błąd 0,09Ω w stosunku do zakładanej impedancji transformatora ZL = 25Ω.
Wyliczamy długość linii transformującej transformatora (rurka miedziana o średnicy zewnętrznej 18 mm):
L = ¼ λ
L432MHz = 173,5 mm
Wyliczamy długość aluminiowej rury kwadratowej transformatora:
Lcałkowita = 173,5 mm + 32 mm ( 2×16 mm – na zamocowanie kołnierza gniazda typu N) = 205,5 mm
Przycinamy obie rury na wymiar, wiercimy otwory pod gniazda typu N i przystępujemy do montażu transformatora.
Widok materiałów przygotowanych do budowy transformatora
Rurę okrągłą zalutowujemy do wyprowadzeń złącz umieszczając ją dokładnie centrycznie w rurze kwadratowej.
Pozostaje uszczelnić transformator elektromagnetycznie, żeby zminimalizować straty. W tym celu można dociąć z blachy aluminiowej dwa kwadraty 30×30 mm i na przykład przykleić do rury kwadratowej za pomocą przewodzącego elektrycznie kleju z drobinami srebra, stosowanego do naprawy uszkodzonych instalacji elektrycznych podgrzewających zimą szyby samochodowe.
Używając przedstawionych wyżej zależności można wyliczyć różne kombinacje transformatorów powietrznych.
Zachęcamy do budowania i życzymy owocnych konstrukcji!