Pi-filter ATU voor Beams en Verticals

 Click on Pi-fiter ATU Eng

 29-apr-2017

  

INLEIDING

Een antennetuner voor coaxkabel gevoede resonantie antennes, zoals beams en verticals voor 10 t/m 20 m, kan gemakkelijk zelf gemaakt worden met normale "ontvanger" componenten. Het boven afgebeelde gebouwde exemplaar kan ondanks de variabele condensators met relatief kleine plaatafstand, zelfs 1.5 kW aan als met een antenne gewerkt wordt die min of meer in resonantie is. Het afstembereik is te vergelijken met de ingebouwde antennetuner van een moderne HF transceiver. Hier wordt deze antenne tuner gebruikt om altijd met SWR = 1 te werken bij een 2el FB23 of Cushcraft R5 meerbanden verticale antenne.

SCHAKELING

 

De schakeling is klassiek, een pi filter bestaande uit een spoel met aftakkingen en twee variabele condensators. De laatste hebben evenals de afstemknoppen geen geïsoleerde montage nodig en dat maakt de bouw een stuk eenvoudiger. Vaak heeft men twee antennesystemen, een draadantenne voor 30 t/m 80 m en een dipool, yagi of verticale (meer)band straler voor 10 t/m 20 m. Dan moet er achter de antennetuner omgeschakeld worden en kan er net zo goed van tuner gewisseld worden. De favoriete band is dan sneller beschikbaar.

Een aparte ATU voor een beperkt frequentiebereik heeft het voordeel dat het systeem optimaal opgebouwd kan worden met geselecteerde onderdelen. De spoelen kunnen een "vierkante" vorm hebben en dat is beter voor het rendement. Een spoel noemt men vierkant als lengte spoel = diameter spoel. In de meeste all-band tuners voldoet een spoel voor het bereik 10 - 20 m niet aan die eis. Heeft uw set een ingebouwde tuner dan is het niet onwaarschijnlijk dat deze aparte tuner een beter rendement heeft.

SPOEL

De spoel is gemaakt van blank 6 mm² vertind installatiedraad dat bij elektrische installaties als aarddraad gebruikt wordt. Zes windingen met een binnendiameter van 3 cm zijn meestal voldoende.

Op de getoonde foto's is te zien dat bij mij zelfs 5 windingen genoeg zijn en dat de rest van de te lange spoel kortgesloten wordt. Eigenlijk was het de bedoeling om later een spoel met 5 of 6 windingen te plaatsen maar dat was niet noodzakelijk en de vrije tijd werd aan een ander deel van de hobby besteed. Aftakkingen voor een schakelaar kunnen om de twee windingen gemaakt worden. Het kan zijn dat bij u andere aftakpunten een beter afstemming geven, maar om te starten kunt u het voorbeeld nadoen. Men kan ook eerst met een spoel van dunner draad beginnen, de beste aftakkingen vaststellen en later de definitieve spoel met 6 mm² draad maken. De lengte wordt ongeveer 3.5 cm als u de draaddikte als spatie neemt.

SCHAKELAAR

Een 3-standen schakelaar.

Een stevige 8-standen schakelaar.

Met een zes of achtstanden schakelaar is het mogelijk om per winding om te schakelen. In de praktijk was dat niet nodig vandaar dat in het afgebeelde voorbeeld een stevig keramisch driestanden type werd toegepast. De solide kontakten zorgen ook voor een minimale weerstand op de hogere frequenties.  

In een later stadium werd tijdens een "niets om handen" moment de bewaarde 8 standen schakelaar toch maar gemonteerd.

PAØCDR ondervondt dat er met zijn hieronder afgebeelde tuner in een breed frequentiegebied een combinatie te vinden was met een zeer behoorlijke SWR, zelfs op 30m. Het bleek dat de gewenste banden prachtig verdeeld waren over de zes standen schakelaar. Vooral het tunen op 12 en 10 meter lukte goed met standen iets onder het midden van de varco. Het een en ander was precies het doel waarnaar hij streefde. 
 
Met behulp van een GD-1B griddipper en counter werd eerst gekeken waar de verschillende combinaties van schakelstanden ’in de band’ stonden en met scoop en generator de eigenschappen van de tuner bekeken volgens deze methode: https://www.youtube.com/watch?v=eYN7dhdt1Dw . Het bereik van zijn tuner is 10 MHz – 40 MHz.

 

  

VARIABELE CONDENSATOR

 

Voor 100W is zelfs dit miniatuur type nog geschikt!

Er werden tweevoudige variabele (ontvanger) condensatos («fig) met vertraging toegepast. Zulke types zijn nog steeds op vlooienmarkten te koop. Loop er niet voorbij als u denkt dat de afstand tussen de platen onvoldoende is. De afgebeelde types zijn vrij klein en hebben een capaciteit van ongeveer 2 × 380 pF. Beide condensator pakketten hebben zelfs niet dezelfde afstand tussen de platen (fig»). Nog steeds verwondert het mij dat met ongeveer 800 W en een Cushcraft R5 verticale antenne er geen vonkoverslag heeft plaats gevonden. Heeft u condensatoren met een grotere plaatafstand, des te beter!

Werkt u alleen met 100 W dan zijn zelfs condensators met nog kleinere (fig») plaatafstand te gebruiken. Het afgebeelde model is niet veel langer dan een AAA batterij.

MONTAGE

Voer de montage zo direct en kort mogelijk uit met hetzelfde installatiedraad en gebruik niet het kastje of chassis als (retour)aarde.

Verbindt («fig) met genoemde draad het frame (massa) van de condensators met elkaar door het solderen aan de daarvoor bestemde soldeerlippen. Zie hoe de (teflon) coaxkabel (fig») aan de condensators gesoldeerd is. Deze maatregelen voorkomen dat de zelfinductie van bedrading een belangrijk deel gaat uitmaken van de 10 m spoel.

AFSTEMMEN

Het afstemmen vergt enige oefening omdat het soms niet lijkt te lukken. Het is een kwestie van een iets andere stand van een condensator of een andere aftakking. Hier zijn veel antennes getest en het is nog steeds en zonder wijziging met het getoonde apparaat gelukt. Vindt u twee punten met SWR = 1, neem dan de stand waarbij de capaciteiten het grootste zijn.

Omdat hier altijd een low-pass filter (LPF fig») geschakeld zit in de coaxkabels tussen zender en antennesysteem, heb ik altijd een tuner in gebruik ongeacht het type antenne. De LPF's hebben een in en uitgang van 50 Ω en de ATU zorgt dat het filter correct afgesloten is. Bovendien wordt met het geplaatste filter het afregelen met behulp van SWR wat kritischer waardoor je zeker weet dat na het zorgvuldig afstemmen het inderdaad SWR = 1 is.