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【火腿DIY】巴伦知识图集|手把手教您制作1:1短波巴伦

 BH4AYP 2016-08-13


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什么是巴伦?短波用巴伦的作用是什么?


巴伦(英文:Balun)是平衡Balanced和不平衡Unbalanced转换器的英文音译。


众所周知,我们的业余电台输出是阻抗为50Ω不平衡的,使用的传输线缆也是阻抗为50Ω的不平衡馈线。


按照天线理论,偶极天线属于平衡型天线,而同轴电缆属于不平衡传输线缆,如果将其直接连接,则同轴电缆的外皮就有高频电流流过产生共模电流,这样一来,就影响到了天线的辐射。可以想象成电缆的屏蔽层也参与了电波的辐射。按照同轴电缆传输原理,高频电流应在电缆内部流动,外皮是屏蔽层,是不应该有电流的。因此,就要在天线和电缆之间加入平衡不平衡转换器,把流入电缆屏蔽层外部的电流扼制掉,也就是说把从振子流过电缆屏蔽层外皮的高频电流截断。


巴伦的种类


我们可以把巴伦分为电流型(Current balun)和电压型(Voltage balun)两种。


电流型巴伦(Current balun)允许工作电流通过,扼制馈线上共模电流,不进行阻抗转换。


电压型巴伦(Voltage balun)除遏制馈线上的共模电流,还会进行阻抗的转换。


简单的说,电压型巴伦更像变压器,电流型巴伦更像扼流器。


电流型巴伦的形式


电流型巴伦从形式上又分为三种:


第一种“磁环巴伦”。通常使用锰锌铁氧体MXO,初始磁导率在800~2 000Hm之间,这是使用的较广泛的一种;


第二种“磁珠巴伦”(Ferrite bead balun)。在馈线上套上若干个磁珠,磁珠的材料和一般EMI磁珠一样,初始导磁率大概也在2 000Hm左右,只是内径大一些,可以套在同轴电缆外面,其工作原理和抑制(衰减)电磁干扰的EMI磁珠一样;


第三种“空心巴伦”。找一个合适直径的圆筒做骨架,把同轴电缆整齐的绕在上面固定之后做成的电流型巴伦。这种方式不受材料(磁环)限制,使用我们平常用的馈线就可以制作,损耗也比较小,但是覆盖的频率范围比较窄,用于单波段效果最好(比如在八木天线上就很常用、效果也好),如果用于多波段,最好不要超过一个倍频的使用范围,也就是3.5~7MHz,或者7~14MHz,或者14~28MHz。


电压型巴伦的形式


除了八木天线使用的电流型巴伦,国内大多数天馈系统采用的还都是电压型巴伦,从形式上主要分为两种:


第一种“磁环巴伦”。它和电流型巴伦用锰锌铁氧体MXO不同,通常使用镍锌铁氧体NXO,初始磁导率60~100Hm之间。“磁环巴伦”耐入功率相对“空心巴伦”较小,但是带宽相对较宽。这种电压型巴伦是基于传输线变化器的平衡不平衡变化,同时具备阻抗变换作用,兼有扼流式和磁耦合式的特征,是目前使用的最广泛的一种;


第二种“空心巴伦”。采用三线并绕的电压型巴伦,可耐较大功率,但是带宽相对“磁环巴伦”较窄。


电压型巴伦的使用


电压型巴伦通常用于Dipole天线上,天线的两个振子的长度、角度、高度有一定的比例,如1:1、1:4、1:6、1:9等等。


对于国内的业余无线电爱好者,电压型巴伦还多用于搭配室内天调使用,以增大天线的使用带宽。天线宽波段使用时,阻抗变化极大,电流型巴伦在负载阻抗和馈线阻抗接近时(50~75Ω)作用才明显。所以室内天调和天线间需要一个电压型巴伦。


按照对应不同天线的使用方式,有1:1、1:4、1:9等几种常见的巴伦:


1:1巴伦,其阻抗范围在50~75Ω左右,使用在倒V、正V等Dipole天线;


1:4巴伦,其阻抗范围在100~200Ω左右,使用在温顿(Windom)等“偏馈”形式的天线;


1:9巴伦,其阻抗范围在400~450Ω左右,使用在GP或者长线天线(GP天线属于不平衡天线,所以使用不平衡和不平衡转换器“Unun”更为合适)。


——《闲话“巴伦”——手把手教您制作电压型磁环巴伦

作者:图、文/孙志国(BH1JGA)、霍炳强(BA1AK)

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