大白话说清巴伦是个什么鬼——妙解BALUN
稿件来源:CQ现代通信·烤肠
跟着野外架台,还没怎么着呢,就听说了“巴伦”这个词;
什么1:1、4:1、16:1的;
到底巴伦是干什么用的?

“跟不上节奏了”
巴伦是业余无线电领域里常用的一个传输器件,老火腿对它早已司空见惯了,
可是对于刚入门的新手来说它还是个比较陌生的东西。

巴伦是英文“BALUN”(Balance-unbalance)的译音,中文名叫“平衡—不平衡转换器”。巴伦除了平衡—不平衡转换以外还有阻抗变换的作用。
说了一套专业术语,那么巴伦和无线电有什么关系呢?
简单的说,当电台和天线的传输方式以及阻抗不一样时就需要有个巴伦来转换传输方式和变换阻抗。
目前常见的电台普遍采用不平衡的输出方式,而常用的天线有平衡和不平衡两种(一般GP天线为不平衡式,DP天线为平衡式)。如果是一部不平衡输出的电台和一部平衡振子的天线连接的话就需要有巴伦来进行匹配。
说到这里又有新问题了,什么是“平衡——不平衡呢”,为什么要进行阻抗匹配呢?电台和天线直接连接不行吗?
那好吧,就先来说说什么是“平衡——不平衡”。平衡和不平衡指的是两种不同的信号传输方式如图1所示,图中a为平衡传输,b为不平衡传输,来看看a和b有什么不同吧。

在a部分电路中信号是靠两根导线传输的,白话说就是“有来有回”,从交流信号的某个瞬间来说,信号从上面的导线进来通过负载以后从下面的导线出来,在这样的一个传输回路里上面的导线和下面的导线都有信号电流流过而且强度相等但是相位相反,这样的传输方式就是平衡式。

在b部分电路中信号从上面的导线进入通过负载后经由大地构成回路如此信号传输只是用了一根导线,用白话说就是“有去无回”这种传输方式就是不平衡式。

那么如何判断一部电台的输出方式是平衡的还是不平衡的呢?有一个简单的方法那就是看天线端口,如果电台的天线端口是M座的或是Q9接口的就是不平衡方式的。

M座

Q9接口
这样的接口外圈和机壳相连是接地的内芯是传输信号的(实际上大多数电台的输出方式都是不平衡式的)。
再来说说为什么要进行阻抗匹配,首先要肯定的一点是“阻抗匹配是很必要的,阻抗不匹配的电路效率会是很低的”。还是用一个简单的例子来说明这个问题吧。

图2
图2所示,我们把电台想象成一部电源,把天线想象成一个负载。E是电源、R1是电源内阻(发射机内阻)、R2是负载电阻(天线),假设天线的发射效率是百分之百(实际上天线的发射效率总是小于百分之百的)的话,天线上得到的功率即是发射功率。
假设发射机的输出电压有效值是50V,发射机的内阻是50Ω(实际上大多数发射机的内阻都设计成50Ω)如果天线正好匹配的话,R2的阻值正好是50Ω,根据欧姆定律P=UI计算结果是12.5W。

然后我们假设负载电阻的阻值更大或更小分别计算P2发现“只有R2的阻值等于50Ω的时候P2的值才能最大”。由此我们得出结论只有天线的阻抗和发射机的阻抗一样的时候天线才能获得最大的功率。
关于巴伦的工作原理由于涉及较多的专业术语初学者理解起来有些吃力,在这里就不过多的阐述了,只是希望您对巴伦有个初步的认识,知道巴伦是干什么用的用在哪里,什么是平衡—不平衡传输方式也就达到了本文的初衷。
本文作者BH3AIP,编辑番茄酱,转载请注明出处:《现代通信》杂志旗下公众号【烤肠】。
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