Radio CQ HF7ST

SP2MKO S.K. 20 września 2023 R.

Witam Wszystkich.

Postaram się tutaj szczegółowiej podzielić wiedzą na temat propagowanego przez Marka SP2MKO zastosowania
cewki - dławika przeciwsobnego do tłumienia pasożytniczych prądów biegnących po zewnętrznej stronie oplotu
fidera zasilającego ćwierćfalowy dipol otwarty. Jak to widzę i rozumiem , poniżej :

Fider, jako droga przeniesienia mocy z transceivera do zacisków anteny musi być, ponieważ nie sposób podłączyć Trx'a
bezpośrednio przy antenie. To przeniesienie mocy wiąże się z dolegliwościami natury elektrycznej. Po pierwsze fider
ma swoją impedancję znamionową, po drugie wartości min. i max. prądu i napięcia wzdłuż fidera w jego wnętrzu zależą
od punktu gdzie je chcemy wykorzystać (podłączyć obciążenie), po trzecie zewnętrzna powierzchnia oplotu fidera
(kabla koncentrycznego) oddziaływuje z wibratorem anteny jako dodatkowa przciwwaga powodując upływ pasożytniczego prądu
po zewnętrznej stronie oplotu i zaburzenie symetrii prądów w dipolu.

Dla przykładu weźmy ćwierćfalowy dipol zasilany fiderem koncentrycznym. Taki dipol będący anteną wzbudzaną prądowo
możemy przedstawić sobie jako kondensator ładowany polem elektrycznym. Aby tak było bez dodatkowych niepożądanych
zjawisk, fider powinien być podłączony do zacisków anteny w miejscu gdzie w jego wnętrzu amplituda drgań prądu
jest największa ( jest to tzw. strzałka prądu ). Wtedy amplituda prądu na zaciskach anteny jest największa i spada
wraz z długością ramienia aż do zera, a amplituda napięcia na początku wibratora jest najmniejsza i osiąga maksimum
na jego końcu. Taki stan można osiągnąć poprzez zasilanie anteny poprzez elektrycznie ćwierćfalowy odcinek zasilającego
kabla koncetrycznego ( bądź każdą nieparzystą jego wielokrotność). Takie rozłożenie prądu i napięcia w dipolu jest szczególnie
ważne po stronie odbiorczej ponieważ daje optymalny rezultat w postaci redukcji szumów ( antena odbiera tylko swoimi
ramionami a nie także jakąś częścią fidera.
Jednakże, dodatkowo niesymetria anteny, niezgodność jej impedancji w punkcie zasilania z impedancją znamionową kabla
zasilającego oraz wpływ zewnętrznej powierzchni oplotu fidera powodują powstanie na jego zewnętrznej powierzchni prądów
pasożytniczych w różnych fazach które sumują się wektorowo powodując zaszumienie anteny (to po stronie odbiorczej
a przede wszystkim powstawanie fali odbitej po stronie nadawczej anteny).

Więc potrzebna jest teraz między transceiverem a fiderem jakaś "poduszka", która łagdziłaby drgania poprzesuwanych fazowo
pasożytniczych prądów na zewnętrznej powierzchni fidera, które to trzęsą układem antenowym powodując szumy przy odbiorze.

Takim rozwiązaniem jest propagowana przez Marka cewka- dławik przeciwsobny. Jak ona według mnie działa zaraz opiszę
a przez analogię do mechaniki można sobie przedstawić rezultat jej działania na przykładzie przegubu kardana (obrazek
z Wikipedii), który stosuje się aby uniknąć drgań wału napędowego ( vide fider) w przypadku jego ugięcia przy przenoszeniu
mocy https://pl.wikipedia.org/wiki/Przegub_Cardana#/media/Plik:Universal_joint_transparant.gif

To co teraz opiszę tyczy się tylko zjawisk na zewnętrznej powierzchni kabla koncentrycznego, ponieważ wewnątrz kabla
tzn. tam gdzie jest prowadzona energia w.cz nic się nie zmienia.

Cewka - dławik przeciwsobny nawinięty jest na małostratnym karkasie po połowie zwojami koncentryka w jedną stronę
i po odstępie ok. 10 cm lub więcej (na zawrócenie kabla) w drugą stronę, ale w jednej osi. Sprawdziłem, że dla tak
rozsuniętych dwóch połówek cewek oddziaływanie i wpływ ich przeciwsobnych strumieni magnetycznych na siebie
są pomijalnie małe, tak że elektrycznie na zaciskach całej cewki stanowi ona określoną indukcyjność. Dla prawidłowego
działania tego układu cewki-dławika przeciwsobnego należy ją nawinąć w taki sposób (manipulując ilością zwojów
i wymiarami cewki) aby częstotliwość jej drgań własnych (rezonansu równoległego) była równa lub przynajmniej bliska
częstotliwości pracy anteny. Jak wiadomo, przy rezonansie równoległym (rezonans prądowy) wewnątrz cewki zachodzi
wymiana energii biernej (zmagazynowanej w indukcyjności) z energią pola elektrycznego (magazynowanego
w jej międzyzwojowej pojemności). Ta wzajemna wymiana energii zachodzi dwa razy podczas jednego okresu
drgań napięcia wymuszającego na zaciskach cewki (raz podczas jednej połówki okresu i ponownie drugi raz podczas
drugiej połówki okresu) - patrz rysunek:



Widać więc, że wewnątrz obu połówek uzwojeń dochodzi do rezonansu prądów, tyle tylko że w pierwszym półokresie
wewnętrzna pojemność cewki ładowana jest w polaryzacji jak na rysunku a w drugim odwrotnie. W każdym półokresie
kondensatory (czyli pojemności międzyzwojowe) obu połówek ładują się przeciwnie do siebie (ze względu na odwrotny
kierunek nawinięcia zwojów). Tak więc w drugiej i czwartej ćwiartce okresu cała cewka przedstawia sobą zwarcie
( Uc1 + Uc2 = 0 ) czyli jak przy rezonansie szeregowym ( rezonans napięć). To się dzieje wewnątrz przeciwsobnych uzwojeń.
Jednocześnie dla prądu i napięcia będącego ze sobą w fazie (ze względu na czystą rezystancję dla częstotliwości rezonansu
własnego cewki), cała cewka-dławik przeciwsobny przedstawia sobą rozwarcie ( a przynajmniej kilka kiloohmów).
Widać więc, że wewnątrz tak skonstruowanej cewki zachodzą zjawiska rezonansu szeregowego oraz równoległego, podczas
jednego okresu drgań.

To jest dla nas bardzo pomocne, ponieważ taka konstrukcja cewki umożliwia blokowanie prądu zwrotnego po fiderze
będącego w fazie z napięciem (bardzo duża oporność dzięki rezonansowi równoległemu) oraz w drugiej połówce każdego
półokresu (kiedy na układ antenowy wpływa składowa magnetyczna fali elektromagnetycznej - każda długość odcinka przewodu,
w tym także oplotu fidera ma swoją indukcyjność) stanowi zwarcie (rezonans szeregowy całej cewki) do masy.
Taki to cud techniki ta cewka-dławik przeciwsobny: dla prądów w fazie z wymuszającym napięciem jest zapora, dla prądów
przesuniętych w stosunku do napiecia o 90 st. jest zwarcie.

Dodam tylko jeszcze że cewkę należy nawinąć z dwoma uzwojeniami w jednej osi. Ma to tą dużą zaletę, że stojąc w shacku
gdzie często od instalacji energetycznej zaśmieconej zakłóceniami w.cz. panuje dość duże zakłócające pole magnetyczne,
które to oczywiście indukuje w cewce napięcia, ale dzięki temu że uzwojenia są nawinięte przeciwnie napięcia znoszą się.
Dobrze jest też ustawić cewkę w takim miejscu i w taki sposób, gdzie lokalnie zakłócające pola magnetyczne w shacku
są najmniejsze. Ja to zrobiłem wymachując po pokoju bateryjnym radiem tranzystorowym z 1968 r z zakresem AM
i kierunkową anteną ferrytową która jest przecież anteną magnetyczną.

Pozdrawiam wszystkich
Wojtek
SQ5SAP