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什么是巴伦?短波巴伦的作用是什么?
巴伦(英语:英语:Balun)是平衡Balanced和不平衡Unbalanced英文音译转换器。
众所周知,我们的业余广播输出是50阻抗Ω不平衡,使用的传输电缆阻抗为50Ω不平衡馈线。
根据天线理论,偶极天线属于平衡天线,同轴电缆属于不平衡传输电缆。如果直接连接,同轴电缆的皮肤会产生高频电流,从而影响天线的辐射。可想而知,电缆的屏蔽层也参与了电波辐射。根据同轴电缆传输原理,高频电流应在电缆内流动,外皮为屏蔽层,无电流。因此,有必要在天线和电缆之间平衡不平衡转换器,以抑制流入电缆屏蔽层外的电流,即切断从振子流过电缆屏蔽层外皮的高频电流。
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,控制馈线上的共模电流,不进行阻抗转换。
电压型巴伦(Voltage balun)除了遏制馈线上的共模电流外,还会转换阻抗。
简单来说,电压巴伦更像变压器,电流巴伦更像扼流器。
电流巴伦的形式
电流巴伦分为三种形式:
第一种磁环巴伦。锰锌铁氧体通常使用MXO,初始磁导率为800~2 000Hm这是一种应用广泛的;
第二个磁珠巴伦(Ferrite bead balun)。在馈线上放几个磁珠,磁珠的材料和一般EMI像磁珠一样,初始导磁率约为2 000Hm左右,内径较大,可覆盖同轴电缆,其工作原理和抑制(衰减)电磁干扰EMI磁珠一样;
第三种空心巴伦。找一个合适直径的圆筒作为骨架,将同轴电缆整齐地缠绕在上面,然后制成电流巴伦。这种方法不受材料(磁环)的限制,可以使用我们通常使用的馈线,损失相对较小,但覆盖频率范围相对较窄,单波段效果最好(如八木天线常用,效果好),如果用于多波段,最好不要超过倍频使用范围,即3.5~7MHz,或者7~14MHz,或者14~28MHz。
电压巴伦的形式
除八木天线使用的电流巴伦外,国内大部分天馈系统也采用电压巴伦,主要分为两种形式:
第一种磁环巴伦。它与电流巴伦用锰锌铁氧体MXO不同的是,镍锌铁氧体通常使用NXO,初始磁导率60~1000Hm之间。磁环巴伦的耐入功率相对较小,但带宽相对较宽。这种电压巴伦是基于传输线变化器的平衡不平衡变化,具有阻抗变化、扼流和磁耦合的特点,是目前应用最广泛的;
第二种空心巴伦。三线电压巴伦可以承受大功率,但带宽比磁环巴伦窄。
使用电压巴伦
电压巴伦通常用于Dipole在天线上,两个振子的长度、角度、高度有一定比例,如1:1、1:4、1:6、1:9等。
对于国内业余无线电爱好者来说,电压巴伦也主要用于搭配室内天调来增加天线的带宽。当使用天线宽波段时,阻抗变化很大,当负载阻抗和馈线阻抗接近时(50~75Ω)因此,室内天调和天线之间需要一个电压巴伦。
根据对应不同天线的使用方式,有几种常见的巴伦,如1:1、1:4、1:9:
1:1巴伦的阻抗范围为50~75Ω左右,倒用V、正V等Dipole天线;
1:4巴伦的阻抗范围为100~200Ω温顿左右使用(Windom)以偏馈形式等待天线;
1:9巴伦的阻抗范围为400~450Ω左右,用在GP或长线天线(GP天线属于不平衡天线,因此使用不平衡和不平衡转换器Unun更合适)。
——八卦巴伦-手把手教你制作电压磁环巴伦