Balun作用和原理

1、巴仑（Balun）是英文平衡不平衡变换器”缩写的音译。它的作用除了平衡不平衡变换之外，同时还视巴仑的形式、结构，可以进行 1:1、4:1、6:1、9:1、25:1等比值的阻抗转换。原理是按天线理论，偶 极天线属平衡型天线，而同轴电缆属不平衡传输线，若将其直接连接，则同轴电缆的外皮就有高频电流流 过（按同轴电缆传输原理，高频电流应在电缆内部流动，外皮是屏蔽层，是没有电流的），这样一来，就 会影响天线的辐射 （可以想象成电缆的屏蔽层也参与了电波的辐射）。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。要达到这样的

2、目的有很多种办法：一种是高频开路法，在电缆屏蔽层外皮四分之一波长处接一个四分之一波长的套筒（等于效四分之一 波长的开路线），因四分之一波长开路线对该频率视为开路，达到截断高频电流的作用，这种办法，工作 带宽窄，频率低时四分之一波长套筒就显得很长，适合大功率高频率使用。另一种是抵消法，想办法使流入的电流大小相等方向相反而互相抵消，应用较多的用磁环三线绕的平衡不 平衡转换器就属这种，这种频带较宽，使用但大功率时受磁环磁饱和的限制，适合低频率小功率使用。再一种是变压器法，通过高频变压器实现平衡不平衡转换，原理就像推挽输出变压器一样，把双向平 衡电流变换成但向不平衡电流。变压器可采用磁心或空心绕成，适

3、用大功率使用。还有一种是抑制法，振子经过一高频扼流圈接电缆屏蔽层外皮，阻止高频电流流向电缆屏蔽层外皮， 此法比较简单，就是把电缆绕十圈左右，绕在磁环上更好，空心也没关系，一般是频率低绕多几圈，频率 高小绕几圈。但抑制效果没有前述几种好，因此前面几种多用于专业应用，这种业余应用较多。要记住的是我们只是截断屏蔽层外皮的高频电流，并不是截断流向屏蔽层的所有高频电流（要这样的 话把振子和电缆皮断开就得了），高频电流是在屏蔽层的里面流的。形象一点可以把电缆想象成水管，本 来应该是水都在水管里流，如不加巴仑，水不单在水管里流，而且有一部分还流到管子的外皮。巴仑的作 用就是防止跑、冒、滴、漏，迫使水都在水管

4、里流，难言之隐，一用了之！常见电台输出常为不平衡型，常见垂直天线也为不平衡型，如 R7000等（垂直极化的偶极天线等是平 衡输入）一般不用巴仑，阻抗匹配主要通过匹配电路来调整，地网和天线振子夹角的变化也能影响输入阻抗。 对于常见的倒V天线用的巴仑来说，它只起到不平衡一平衡变换的作用，它的阻抗比是 1:1 o特定高度的谐振在目标频率上的倒 V天线的阻抗调整，一般通过改变天线的夹角来实现。省去常见的倒V天线的巴仑，直接对天线馈电，虽然有时未必会造成驻波比的明显劣化，但是馈线外层网线会有电流，馈线外层网 线也参与辐射，形成一个实质为三条辐射振子的辐射体。这将会导致天线辐射图的改变，改变馈线的长度 就

5、会改变天线的驻波比。由于馈线辐射的存在，接近接电台馈线的电视、电话等，常会有TVI、TEL-I等RFI o巴仑可以分为电流型巴仑和电压型巴仑：电流型巴仑有三种形式：一种是绕在磁环上的（但是和电压型巴仑用银锌铁氧体NXO不同，电流型通常是用镒锌铁氧体MXo,初始磁导率在800 - 2000之间），这是用的最广泛的一种，有些人也称它为W8JI电流型巴仑；第二种是在馈线、也就是同轴电缆上套上若干个磁珠（几十个），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，这种被成为磁珠巴仑 （ferrit

6、ebead balun ）或者 W2DU型电流巴仑（w2dustyle current balun） w2du 发明的；第三种，就是用同轴电缆绕若干圈之后做成的电流型巴仑，这种方式不受材料（磁环）限制，就地取 材，每个人都可以做，而且很容易成功，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（比方在yagi上就很常用、效果也好），如果用于宽波段，最好不要超过一个倍频程，也就是3.5-7Mhz, 或者7T4Mhz ,或者1428Mhz。同轴电缆的电流型巴仑有两种方法：乱绕（堆叠）和整齐排布，后者 效果更好。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，即可。电流型巴仑

7、有时称为 current balun （这个比较正式），有时称为choke balun 或choke ,甚至有人直接叫它filter 或filter balun （这里choke是阻塞、阻断的意思，不是陷波器，陷波器通常 是用trap 这个词），因为电流型巴仑的目的是阻断（滤除）馈线上的共模电流。除了八木，国内大多数场合采用的是电压型巴仑，相比之下，电流型巴仑性能比电压型巴仑好得多， 所以，如果你要使用巴仑，即使在没有合适磁环的情况下也应该按照上面链接的介绍用同轴电缆做一个电 流型巴仑，要不，你就干脆不用巴仑。常用的三线并绕和空心巴仑都是电压型巴仑，根据很多ham的研究结果（有些人水平很高、使

8、用的也都是矢量网络分析仪一类的，叫他们业余无线电爱好者不太合适，应该叫职业爱好者）电压型巴仑只有在 天线非常对称的时候才有作用，比方说dippole的两个振子的长度、角度、高度、与周围物体的距离等等，实际上我们通常是做不到的。所以，我觉得要不然就干脆不用巴仑，要用就电流型的一不用巴仑直接后果是天线方向畸变，如果你不在乎方向的话不用巴仑也没有太大危害。（也有一群爱好者坚称巴仑没用-除了八木）有一种情况下电压巴仑是有用的，就是配天调，天线宽波段使用是阻抗变化极大，电流型巴仑在负载 阻抗和馈线接近时作用才明显，所以天调和对称天线间需要一个电压巴仑。简单的说，电压巴仑更像变压器，电流巴仑更像扼流器巴伦

9、基本原理巴伦是平衡不平衡转换器的英文音译，原理是按天线理论，偶极天线属平衡型天线，而同轴电缆属不 平衡传输现，若将其直接连接，则同轴电缆的外皮就有高频电流流过（按同轴电缆传输原理，高频电流应 在电缆内部流动，外皮是屏蔽层，是没有电流的），这样一来，就会影响天线的辐射（可以想象成电缆的 屏蔽层也参与了电波的辐射） 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。要达到这样的目的有很多种办 法，一种是高频开路法，在电缆屏蔽层外皮四分之一波长处接一个四分之一波长的套筒（等于效四分之一 波长的开路线），因四分之一波长

10、开路线对该频率视为开路，达到截断高频电流的作用，这种办法，工作带宽窄，频率低时四分之一波长套筒就显得很长，适合大功率高频率使用。另一种是抵消法，想办法使流 入的电流大小相等方向相反而互相抵消，应用较多的用磁环三线绕的平衡不平衡转换器就属这种，这种频带较宽，使用但大功率时受磁环磁饱和的限制，适合低频率小功率使用。再一种是变压器法，通过高频变压器实现平衡不平衡转换，原理就像推挽输出变压器一样，把双向平衡电流变换成但向不平衡电流。变压器可采用磁心或空心绕成，适用大功率使用。还有一种是抑制法，振子经过一高频扼流圈接电缆屏蔽层外皮，阻止高频电流流向电缆屏蔽层外皮,此法比较简单，就是把电缆绕十圈左右，绕在

11、磁环上更好，空心也没关系，一般是频率低绕多几圈，频率高小绕几圈。但抑制效果没有前述几种好，因此前面几种多用于专业应用，这种业余应用较多。要记住的是我们只是截断屏蔽层外皮的高频电流，并不是截断流向屏蔽层的所有高频电流（要这样的 话把振子和电缆皮断开就得了），高频电流是在屏蔽层的里面流的。形象一点可以把电缆想象成水管，本 来应该是水都在水管里流，如不加巴伦，水不单在水管里流，而且有一部分还流到管子的外皮。理解BALUN就要了解同轴线的传输的基本原理，同轴线同平行线一样是双导体，不过是一个将另一个包覆起来。需要馈送的信号在同轴电缆芯线的外表面和屏蔽层的内表面流动，两个导线的电流以一对平衡的电流形式存

12、在（下图的I1和I2;I1=-I2 ,I1和I2大小相等方向相反），属于紧耦合状态；（内导体的中心由于高频电流的趋肤效应，没有电流，所以空心有力于降低成本减轻重量，夹钢有利于提升强度）（屏蔽层导体外表面所感应或接触到的高频电流，由于高频趋肤效应业是不会流到内表面，外导体同时起到屏蔽的效果，一般同轴线外导体都会接地）。外导体上没有电流的说法也是不正确的。网络中任意一节点的电流代数和都是零。有进就有出，平衡的。同轴线内导体和外导体的对地电阻是不一样的，在同轴结构被破坏的时候（紧耦合的状态消失了），内导体有较高的对地电阻，内导体电流只能流向振子；而外导体对地电阻较低，外导体内侧的电流不能完全流向振子

13、，其中的一部分会流到外导体的表面，向地分流或流动中辐射，向 DIPOLE的平衡馈电被打破 了。这个时候就需要 BALUN对电流的平衡作矫正。巴伦的作用伦的作用就是防止跑、冒、滴、漏，迫使水都在水管里流，难言之隐，一用了之！倒V天线的制作，一是要求架设得尽量高，二是架设的地方要尽量开阔，三是尽量远离干扰源架设。天线振子 HF用一般的 电源线（俗称花线）就行，有绝缘皮或裸铜线都影响不大，线选粗一点可提高机械强度和辐射效率（效果 并不十分明显，理论上的事），通过修剪振子的长度使天线与电缆匹配（这一步效果是很明显的，值得认 真去做）。 VHF可用铝管或铜管，管子的大小视机械强度而定，当然是粗一点有利。

14、衡量BALUN的主要指标：工作频率，带宽，承载功率，阻抗变换比，共模抑制比。（具备阻抗变换的能力，可以说成是BALUN的一个副业，而且很胜任）园止匕主题相关图片如下：20090512_46e92d291d3e4baac5c8evs002y6022d.jpg怔匕主题相关图片如下：20090512_89a1e6d8473e217a481ef9djj6rdfjkr.jpg>511常用平衡器窗 式平凿带宽共模抑制用抗带重最佳负载功甲等届.A/4扼流套LZ优无矢Zo商A/2 U形环13伏1J亿舟撤者称相式13优1.3必能徽带对料:式不限优2A低双战对称式小限优44-i »局经毁对黏式不限值LI44中板线对称式不做2Z岛一掉.寸称式榜 )中美2高反揉囹相式不限ffi7伍高磴芯双线并绕良E4维低磁芯双线对构沈低磁芯变隹勃式优25001变依皿此主题相关图片如下：20090512_94a00b4d0d66439a8a753wf4u0koqoof.jpgCARICOBILANCIATO国此主题相关图片如下：20090512_a430d1497677e7f5bd8e33