闲话“巴伦” – 巴伦的作用与种类

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1.什么是巴伦?巴伦的作用是什么? 2.巴伦的种类 1.什么是巴伦?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...

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1.什么是巴伦?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50欧姆不平衡的,使用的传输线缆也是阻抗为50欧姆的不平衡馈线。

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。

2.巴伦的种类

我们可以把巴伦分为电流型(Current balun)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。

2.1.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 ~ 2000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2000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。

2.2.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 ~ 100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”。采用三线并饶的电压型巴伦,可耐较大功率,但是带宽相对“磁环巴伦”较窄。

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