Een tekening toegevoegd van een 1 ÷ 4 balun en choke balun in één model.

BALUN 1 ÷ 4

The system consists of two equal lengths of coaxial cable (fig»). On the one side in parallel and on the other side in series. If one use 50 Ω or 75 Ω coaxial cable the transformation ratio is respective 25 Ω : 100 Ω and 37.5 Ω: 150 Ω.

If one wants a precise 50 Ω : 100 Ω ratio, then two pieces of 100 Ω coaxial cable are required.

Eventually you may take four equal lengths of 50 Ω and then connect two to two in parallel and so that two pairs of 100 Ω (fig ») arise. Then the pairs are connected in parallel at the start and in series at the end.

In de eerste tekening is te zien dat er door kabel B geen en door kabel A wel een fase draaiing plaats vindt. Om in en uitgang van A voldoende van elkaar te scheiden zou een stuk van ¼ golflengte nodig zijn. Door nu een korter stuk kabel op te rollen ontstaat voor de buitenmantel een isolerende smoorspoel, ook wel mantelsmoorspoel of choke balun genoemd. Omdat van de niet kortgesloten spoel B in en uitgang in fase zijn hoeft dit geen spoel te zijn, maar kan eventueel apart gemonteerd worden. Om het geheel compact te houden is kabel B ook opgerold op dezelfde spoelvorm. PAØSE heeft in ELECTRON diverse artikelen aan de theorie van deze balun gewijd en daarom zal hier meer de praktische kant en toepassing belicht worden.

BALUN 1 ÷ 1 

NAAR KEUZE 1 ÷ 4 OF 1 ÷ 1

Het volgende ben ik nog niet in een publicatie tegengekomen, want met een schakelaar (fig») is het mogelijk om over te gaan van een verhouding 1 ÷ 4 naar 1 ÷ 1. Het komt nogal eens voor dat het begin van een openlijn een lage impedantie heeft. Een 1 ÷ 1 balun geeft dan een gunstiger aanpassing voor de tuner, waardoor een beter rendement verkregen wordt.

RG213: ± 60 µH = 2 × 8 windingen, pijp 16 cm Ø en ±33 µH = 2 × 7 windingen, pijp 12.5 cm Ø,.

Voor het bereik van 10 t/m 20 m en 10 t/m 80 m zijn respectievelijk 2 × 1.5 m en 2 × 3 m genoeg. Heeft u 75 Ω kabel gebruik dat dan want de verliezen daarmee zijn minder dan met 50 Ω coaxkabel.

SWR

De SWR aan de ingang van zo'n balun zal over het algemeen een lage waarde vertonen als de uitgang wordt afgesloten met een inductievrije weerstand van 200 Ω. Bij de balun was, ondanks een zo goed mogelijke constructie, de SWR betrekkelijk hoog toen een 200 Ω weerstand met 2.5 cm lange aansluitdraden aan de uitgang werd bevestigd. Het laagst was SWR = 1 bij 2.5 MHz en het hoogst SWR = 5.6 bij 15.08 MHz.

RG213
Band	160	80	40	30	20	17	15	12	10
SWR	1.4	1.4	3	4.3	5	5.1	3.8	2.2	1.1

De "vreemde" uitkomsten zijn het resultaat van een balun die geen impedantie heeft van 50 Ω ÷ 200 Ω maar van 25 Ω ÷ 100 Ω omdat in plaats van 100 Ω er 50 Ω (RG213) coaxkabel gebruikt werd! Het zal duidelijk zijn dat het niet een ideale balun is voor een breedbandige aanpassing van een reële 50 Ω aan een reflectievrije 200 Ω belasting. Als koppeling tussen ATU en voedingslijn is dat geen beletsel en wordt alleen de belangrijkste eigenschap gebruikt namelijk: het bijna perfect symmetrisch overdragen van een asymmetrisch signaal. Er zijn "deskundigen" die een netwerkanalysator op zo'n balun los laten, de uitkomst van de test niet kunnen interpreteren en dan rondbazuinen dat het systeem niet goed is. Hebben zij het eigenlijk wel met een antennesysteem geprobeerd in niet in een laboraturium ?

CONSTRUCTIE MET RINGKERNEN

TOEPASSING

Prof. Mike Underhill, G3LHZ bedacht het systeem om een dipool («fig) over een breed spectrum af te stemmen via een coaxkabel en een 1 ÷ 4 balun in het voedingspunt. Een geschikte tuner voor HF banden kan dan in zijn eenvoudigste vorm bestaan uit één rolspoel en één condensator. De SWR in de coaxkabel is bij zijn ontwerp lager dan een systeem waarbij de voedingslijn rechtstreeks aangesloten wordt op het voedingspunt. G3LHZ noemt de balun om de SWR in een eerste stap omlaag te brengen, een pre-match unit (PMU) en de afstembare ATU een final match unit (FMU)

Mijn gedachte was dat verliezen nog minder worden wanneer de balun niet in het voedingpunt maar aan het begin van een openlijn (fig») komt. De voedingslijn dient voor zover de locatie het toelaat zo lang mogelijk te zijn. Uitgebreide proeven hebben bij mij aangetoond dat het meeste verlies ontstaat in de verbinding tussen tuner en balun. Staat de balun vrijwel direct met een stukje coaxkabel achter de asymmetrische tuner geschakeld, dan is de antennestroom hetzelfde alsof het systeem aangepast wordt met een symmetrische tuner. Dan maakt het in veel antennesystemen niet uit voor welke aanpassing gekozen wordt, maar met het verlengen van de coaxkabel nemen de verliezen van asymmetrische systeem toe. Zie ook de toepassing in het artikel Antenne Potpourri.

Een belangrijk aspect dat vaak onderbelicht wordt, is de zelfinductie van de balunspoelen. Voor een goede overdracht van HF energie moet de zelfinductie van de secundaire spoel (in Ω) vier tot vijf maal zo groot zijn als de aan te passen impedantie. Mijn balun had een zelfinductie van 32 µH aan de openlijn kant. Dat is op 3.5 MHz, Z = 2ΠfL = 2 Χ Π Χ 3.5 Χ 32 = 704 Ω (Π = pi).

LENGTE DIPOOL

Mijn ervaring met deze balun is dat de lengte van een halve dipool plus de lengte van voedingslijn ongeveer 27 m (26.5 -27.5 m) moet zijn voor 10 t/m 80 m. Met deze afmeting wordt aan de balun een niet te lage of te hoge impedantie aangeboden. Bij de bekende G5RV zou de voedingslijn dan ongeveer 11.5 m moeten worden.

De verliezen in het hele systeem zijn dan laag omdat een tuner niet zo veel hoeft te doen. Vaak kan een interne tuner van een moderne set het systeem afregelen op een SWR = 1. Een eenvoudige asymmetrische ATU volstaat ook en het was met mijn toenmalige antenne mogelijk om op 8 banden te werken met een FRI-match antennetuner. Dat was bij een dipool van 2 × 13.5 m met een voedingslijn van 13.5 m.

Balun 1 : 4 om een 10/15/20 m trap Yagi (FB13 + director FB23) ook voor de WARC banden te kunnen gebruiken.

De balun is eveneens goed te gebruiken met G5RV en FD3 en FD4, vooral als de set een interne tuner bezit. Lukt het daarmee niet, verleng of verkort dan de 50 Ω voedingskabel tussen balun en tuner.