Construction de deux Choke-Balun pour F6KOP par Fred F4WFX

Construction de deux Choke-Balun pour F6KOP

L’objectif d’un choke-balun est de réduire le courant RF à l’extérieur du câble coaxial, améliorant ainsi la symétrie du diagramme de rayonnement et supprimant les interférences radioélectriques (RFI). 

Les valeurs cibles d’un choke-balun varient de quelques centaines d’Ω à plusieurs kΩ. En dessous de 500 Ω, les effets sont généralement marginaux, mais le courant de mode commun peut rester significatif. La plage de 500–1000 Ω est la plus basse utile en HF. Entre 1 et 2 kΩ, un choke-balun offre de bonnes performances. De 2 kΩ à 5 kΩ, les performances sont excellentes, mais difficiles a obtenir sur une large bande de fréquences, surtout a haute puissance.

Comme l’impédance est une approximation calculée. Lors de la construction et des tests, il est plus facile et plus précis de mesurer l’atténuation. C’est pour ça que nous allons parler d’atténuation en dB pour la suite de l’article.

La formule suivante permet de calculer l’impédance à partir de l’atténuation.

Zchoke​ ≈ 50 × 10^AdB​/20

Attenuation	Zchoke​ ≈ 50 × 10^AdB​/20	Impédance
20 dB	50 × 10^1	500 Ω
25 dB	50 × 10^1.25	890 Ω
30 dB	50 × 10^1.5	1580 Ω
35 dB	50 × 10^1.75	2800 Ω
40 dB	50 × 10^2	5000 Ω

Un seuil couramment cité dans la littérature est une atténuation d’au moins 25 dB sur l’ensemble des bandes concernées. Dans cette logique, notre objectif est de concevoir un choke-balun offrant une atténuation d’au moins 30 dB. 

Même si le choke-balun semble performant, par exemple avec une atténuation de 40 dB mesurée sur un VNA, il peut surchauffer si les pertes dans le matériau (ici, la ferrite) sont trop élevées. Lorsque la ferrite chauffe, son impédance diminue tandis que ses pertes augmentent. L’énergie est dissipée sous forme de chaleur. Ce qui aggrave la surchauffe et peut détruire le choke-balun. C’est exactement ce qui s’est produit sur votre antenne de 40 mètres : le choke-balun a fini par s’endommager à cause de ce phénomène.

Pour notre application, nous visons une atténuation minimale de 30 dB. Afin de limiter au maximum les pertes et d’éviter toute surchauffe des tores, nous avons surdimensionné les ferrites : chaque choke-balun est construit avec deux ferrites de type 31, d’une épaisseur de 20 mm, et un nombre de spires suffisant pour atteindre l’atténuation souhaitée.
De plus, nous utilisons un câble coaxial en téflon de 2,6 mm, spécialement conçu pour les applications à haute puissance et résistant aux températures élevées.

Les images ci-dessous montrent les choke-baluns que nous avons construits. Deux graphiques présentent les mesures effectuées sur les deux choke-baluns. Sur les bandes de 15 et 20 m, les deux présentent une atténuation d’environ 32 dB. Enfin, sur la dernière photo, vous pouvez aussi voir la différence d’épaisseur des tores de ferite que nous avons utilisés, comparés aux ferites que l’on trouve généralement chez les vendeurs d’équipement radio.