Я не хочу вдаваться в теорию, а лишь описать его изготовление и проверку.
Перед изготовлением определите для себя - требуемый частотный диапазон работы, мощность. Мне необходимо было корректно перейти от не симметричного диполя (80-10 м), через трансформатор 4:1 на коаксиальный кабель 50 метров. Дроссель должен стоять между трансформатором и кабелем. Частотный диапазон ясен - 3,5-29 Мгц. Мощность 100 Вт плюс запас, чтобы спокойно можно было работать в цифровых видах и не переживать о нагреве в коробочке возле антенны. Я намеренно пропущу описание самой антенны и трансформатора, будет в другой теме.
Кольцо. Начитавшись рзличных статей, наслушившись советов профессионалов, я перебрал десяток ферритовых колец различной проницаемости, размеров. Самые оптимальные варианты были получены на кольцах 600НН 38х24х7 или 40х25х7,5. Несколько хуже по перекрытию диапазона на FT140-43 (размеры 35,5х23х12,7 мм). Есди при использовании материала 600НН получалось перекрыть весь диапазон от 80 до 10 метров, то дроссель на 43-ем феррите перекрывал 2-3 диапазона КВ. Но, если будет использоваться мощность 500-800 Вт, то Амидон смело можно ставить, а наших колец потребуется уже два сложенных вместе.
Кабель. Обмотка дросселя выполняется из коаксиального кабеля, способного выдереать проходящую через него мощность ВЧ сигнала. Следует учитывать, что небольшой диаметр ферритового кольца не позволит использовать толстый коаксиальный кабель при нужном количестве витков по двум причинам. Во-первых, витки могут не поместиться на кольце. Во-вторых, не забывайте минимальный радиус изгиба кабеля. Жесткий кабель будет иметь больший диаметр витка, его можно повредить, если продолжать уменьшать радиус. Хорошие результаты получатся при кабеле RG316 (при мощности до 1 кВт) или кабеля RG142 (при мощности до 3 кВт) при интенсивной работе на передачу. В качестве диэлектрика между оплеткой и центральной жилой кабеля очень желательно иметь не полиэтилен, а PTFE (Политетрафторэтилен), также известный как Тефлон или Фторопласт. Этот материал кроме отличных показателей по допустимой длительной температуре (+260°C), гибкости, имеет очень хорошие характеристики для работы в ВЧ полях. Кроме того, качественная оплетка кабеля поможет получить хорошие показтели самого синфазного дросселя.
Измерительный прибор. Несомненно, что сейчас все измерения позволяет сделать любой NanoVNA. Только, обязательно выполните калибровку и сохраните её перед началом измерений. Калибровку во всем диапазоне, где будут проводиться измерения (например 3-30 МГц), более 30 точек выбирать не следует, точности достаточно, а время измерения возрастает. Калибровку производите на коротких кусках кабеля или переходниках (лучше на них), на которых будут производиться сами измерения параметров дросселя.
Для удобства в работе, лучше подключить NanoVNA к своему ПК используя соответствующее ПО. Для моего прибора DeepVNA-101 оно лежит тут - ссылка.
Методика измерения параметров синфазного дросселя
Известно два способа измерения параметров и определения пригодности готового дросселя:
1 способ. Использовать параметр LogMag в NanoVNA. Для этого, оплетку следует подключить между входами S11 и S21 прибора. Оценка производится по уровню от -40 дБ. Ожидаемая картинка на приборе будет примерно такая:
На самом деле, это некоторое заблуждение, потому, как подобное измерение покажет лишь свойства ферритового сердечника и его способность работать в диапазоне частот. Если же этот дроссель потом подключить к кабелю произвольной длины, то никто никогда не будет смотреть (да это и невозможно уже) на характеристики.
Данный способ очень сомнительный и не даёт представления о параметрах синфазного дросселя.
2 способ. Основан на измерении параметра R+jX в требуемом диапазоне частот. Как я уже писал в начале статьи, в теорию в даваться нет желания. Поэтому, возьмём за аксиому - значение R быть должно на порядок выше 50 Ом, т.е. дроссель работает в диапазоне R больше, чем 500 Ом. В этом диапазоне запорный дроссель сводит к минимуму влияние кабеля на антенну. Этот дроссель («токовый балун») работает путем последовательного включения синфазного сопротивления с высоким импедансом, в идеале как можно ближе к точке питания.
Порядок измерения еще проще, чем в первом случае. Задействуется только один порт S11. Обязательно откалибруйте прибор перед измерением. Начало оплетки
кабеля подключается к центральному проводнику разъёма SMA через короткий проводник. Конец оплётки к корпусу того же разъёма. Устанавливаем частоту старта - 1 МГц, конечную частоту - 30 МГц и 30 сегментов, больше не надо. Ожидаемая картинка будет примерно такой:
Полученные результаты. Устанавливаем маркеры на точки графика. Соответственно, данный дроссель будет работать от 80 до 10 метров и иметь очень хорошие параметры от 40 до 15 метрового диапазона.
Эти параметры были достигнуты при использовании кольца 600НН размером 38х24х7 и 17 витках кабеля RG316. Ниже приведен график для кольца FT140-43 с 17 витками кабеля RG316.
Устанавливаем маркеры для определения рабочего диапазона.
Как видно из графиков, данный синфазный дроссель начнет работать от 160 метров до 10 метров. В моём случае не планировалась использовать антенну на 160 м, поэтому выбор остался за дросселем на кольце 600НН.