Pietro, balun HF 1:1

Pietro è il balun 1:1 che ho autocostruito per poterlo utilizzare con Turi, il dipolo a mezza onda che uso per ricetrasmettere in 80 metri. Si tratta di un balun "in corrente", basato sullo schema sviluppato e pubblicato da G. Guanella nel 1944, caratterizzato da una banda passante che include tutte le HF, in corrispondenza delle quali il rapporto di trasformazione di Pietro è pari ad 1:1. I componenti necessari per l'autocostruzione di questo balun sono presenti nel kit AB240-125, commercializzato dalla Amidon, con i quali è possibile ottenere un simmetrizzatore avente splendide caratteristiche, tra le quali sono l'efficienza, la banda passante e la potenza RF massima gestibile.

Schema elettrico

Come già detto, Pietro è un balun in corrente il cui schema elettrico deriva da quello realizzato da G. Guanella. In detto schema è presente una linea di trasmissione bifilare avvolta su un nucleo toroidale in ferrite: i due conduttori della linea hanno sezione e posizione reciproca tali da far assumere alla linea una impedenza caratteristica pari a 50 Ohm; nel contempo, il nucleo in ferrite ha permeabilità adeguata affinchè il balun mantenga immutate le sue caratteristiche nella parte bassa delle HF con un "ragionevole" numero di spire (ottimizzando, in tal modo, il suo comportamento anche alle frequenze superiori). In condizioni di adattamento (cioè, con il balun interposto tra una linea di trasmissione sbilanciata a 50 Ohm, ed un carico bilanciato a 50 Ohm), la corrente RF che attraversa ciascuno dei due conduttori della linea bifilare è uguale ed opposta a quella che attraversa l'altro conduttore. Cosi, le correnti RF che attraversano la linea di trasmissione bifilare presente nel balun si annullano tra loro, evitando di provocare flusso magnetico all'interno del nucleo in ferrite e consentendo a Pietro di espletare le sue funzioni di simmetrizzazione (cioè, di adattamento tra una linea sbilanciata ed un carico bilanciato) e di "choking" (cioè, di prevenzione delle correnti RF che potrebbero ritornare dall'antenna all'RTX, lungo la superficie esterna della calza della linea coassiale).

Realizzazione

Il kit Amidon AB240-125 include un nucleo toroidale in ferrite FT240-61 e 4 metri - circa - di monofilo di rame rivestito in Thermaleze, avente sezione pari ad AWG14 (corrispondente a 2 mmq, circa). Oltre a ciò, è presente anche un depliant nel quale sono descritte e raffigurate le modalità di realizzazione di un balun 1:1 e di un balun 1:4 utilizzando il nucleo in ferrite ed il monofilo di rame compresi nel kit.

Nel caso del balun 1:1, si tratta di un progetto basato sullo schema Ruthroff, il quale prevede l'utilizzo di una linea trifilare per gli avvolgimenti. Conoscendo i vantaggi dello schema Guanella su quello Ruthroff, ho deciso di utilizzare il primo per la realizzazione di Pietro. Prima di procedere, è stato necessario apportare una modifica al materiale a mia disposizione. Ho tagliato due segmenti di rame, ciascuno lungo poco più di 55 cm, prelevandoli dalla matassa fornita nel kit. Su uno di tali segmenti ho applicato uno strato di nastro adesivo, procedendo in direzione ortogonale all'asse del filo durante tale operazione: sono state necessarie 12 "applicazioni" di nastro per coprire l'intera filo, dopodichè ho preparato la linea di trasmissione bifilare da avvolgere sul toroide in ferrite, disponendo entrambi i conduttori in modo che risultassero paralleli e aderenti tra loro per tutta la lunghezza.

Scopo dello strato di nastro adesivo è quello di allontanare ulteriormente i due conduttori della linea bifilare, così che essa assuma una impedenza caratteristica pari a 50 Ohm (senza nastro adesivo applicato ad uno dei conduttori, la linea avrebbe una impedenza caratteristica pari a 40 Ohm, circa).

Nel libro dal quale è stato tratto lo schema per il progetto di Pietro ("Transmission Line Transformers Handbook"), il curatore Jerry Sevick consiglia l'uso di un nastro adesivo Scotch modello 92: non avendolo a disposizione, nè essendo riuscito a reperirlo in commercio, ho utilizzato un nastro adesivo trasparente prodotto dalla Syrom, largo 5 cm, ma del quale non conosco il modello, nè le altre caratteristiche. Ho avvolto la linea bifilare sul nucleo toroidale realizzando 10 spire, distribuendole su tutta la circonferenza del toroide: infine, ho posizionato il nucleo avvolto all'interno di una cassetta in plastica (stagna) per impianti elettrici Gewiss GW004xx, ove ho effettuato le saldature al connettore SO239 d'ingresso del balun ed ai due bracci del dipolo.

Funzionamento

Come per ciascun balun ed unun che ho autocostruito fino ad ora, la verifica del corretto funzionamento di Pietro è avvenuta applicando ai suoi terminali d'uscita un carico resistivo avente impedenza pari a quanto richiesto dal balun. Ho utilizzato una resistenza avente valore pari a 50 Ohm/5 Watts, con la quale ho constatato il perfetto funzionamento di Pietro lungo l’intera gamma HF, durante le prove di trasmissione effettuate con il mio Kenwood TS140-S: R.O.S. (pressochè) nullo e rapporto Zin/Zout costante da 1 a 30 Mhz. Dopo aver saldato il balun ai bracci di Turi ed una volta completata l'installazione del dipolo, ho riscontrato come l'antenna continuasse a risuonare in modo eccellente in 80 metri, a dimostrazione del fatto che l'utilizzo di un balun può solo migliorare il funzionamento di ogni antenna per la quale se ne consiglia l'impiego.