Electromagnetics and Ham Radio
Balun09
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■測定■
測定にはRigExpertのAA-600を使いました。
測定方法は、ネットでもよく紹介されているようにZL側にインダクタンスフリーの抵抗200Ωを繋ぎ、
Zin側は長さ200mm程度の50Ωの同軸を経てAA-600に接続されています。
測定の周波数範囲は0～150MHzとしました。
測定項目は、周波数ごとのRSとXSです。
ZL側はZL=200+j0ですので、期待通りのバランだとZin側はZin=50+0jになっているはずです。
つまり、XSは周波数に関係なくゼロが望ましことになります。
ここでは測定結果からSWRを計算し2つの表とグラフを作成しました。
SWR vs. 周波数とSWR vs. D/aです。下図はSWR vs. 周波数です。
コーラル色の太い線は、D/a=3.176による値で最も良い結果を出しています。D/a=2.083とD/a=2.542は、バランとして役に立っていません。
関数f3によるとD/a=2.083はZ0=34.5Ω、D/a=2.542はZ0=86.4Ωと予測できます。
つまり、予測で100Ω以下の伝送線路はバラン製作から除外すべきです。
D/a=4.5(関数f3による予測値Z0=174Ω)の通信線ですが、特性インピーダンスから見ると目標の100Ωから大きく外れていますが、
SWR値はD/a=2.542に比べ良い結果を出しています。バランとしてはD/a=4.5以上の伝送線路も除外すべきです。
下表と下図は、アマチュア無線のHF帯(7MHz帯は7.5MHz)と50MHzの周波数範囲のSWR値を表示してあります。
ベストは、FT-140#43に巻いたD/a=3.176でした。次がD/a=3かD/a=3.5です。冒頭で紹介したバランは、Case 3のD/a=2.833です。
D/a=3.938の伝送線路のバランは、意外と良い結果を出しています。多分コアーにFT-240#43を使ったためと考えられます。
HF帯のバランとしては、Cases 1,2,7を除けば全て使えそうです。使える下限の周波数は、3.5MHz付近のようです。
この下限周波数は、コアーの選定と伝送線路の巻き数で決まっているようです。
市販されている電線で唯一使えるのが、Case 8のテフロン電線でした。テフロン電線は、絶縁被膜が薄く1:4電流バランには最適です。
しかし、ここで使ったテフロン電線の芯直径は0.51mmですので大電力には使えません。
D/aの評価は難しいですが、撚線(複数芯線)のテフロン電線でも良い結果が得られそうです。
| Case |
D/a |
SWR at
f=7.5MHz |
SWR at
f=14.25MHz |
SWR at
f=21MHz |
SWR at
f=28.5MHz |
SWR at
f=50.25MHz |
| 1 |
2.083333333 |
1.188153743 |
1.395247852 |
1.63094819 |
1.916948813 |
2.923125922 |
| 2 |
2.541666667 |
1.079675538 |
1.165851942 |
1.256785413 |
1.361717825 |
1.689314783 |
| 3 |
2.833333333 |
1.025123912 |
1.033744324 |
1.045187069 |
1.062235464 |
1.126359413 |
| 4 |
3 |
1.004012836 |
1.016360193 |
1.031228241 |
1.045947212 |
1.116618141 |
| 5 |
3.5 |
1.013695664 |
1.017215808 |
1.025715039 |
1.042390234 |
1.127635616 |
| 6 |
3.9375 |
1.023266021 |
1.038308806 |
1.0556224 |
1.079941741 |
1.168655637 |
| 7 |
4.5 |
1.075477579 |
1.135719226 |
1.198135566 |
1.273130676 |
1.487140475 |
| 8 |
3.176470588 |
1.007687231 |
1.002790958 |
1.008392681 |
1.020555135 |
1.076377522 |
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