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To Balun or Not to Balun [複製鏈接]

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    [LV.2]偶爾看看I

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    二等業餘無線電執照獎章 徵文活動獎章

    發表於 2018-10-9 15:07:48 |顯示全部樓層
    美國友台W2FMI在他的文章開宗明義地說:「Don’t believe anyone who claims to be an expert on baluns。」的確,Balun(中文音譯巴倫,意為平衡-不平衡轉換器)真的是我「入坑」成為火腿族一年半來,一直無法完全參透的關卡之一。

    教科書上所說,GP垂直天線本身是不平衡天線,接在同為不平衡的同軸電纜上時,應該是不需要加上巴倫。但是最近在網路上看到一些文章,國外友台在自己設計的垂直GP天線上,在饋電點接了一個1:1的current balun。

    剛好前陣子剛裝好的背負台,幾次測試的感覺都是接收不錯,最遠收到過克羅埃西亞的訊號(SSB話務),但發射好像不太好,即使鄰近的日本電台,對方都不是每次都能收到我。感覺輻射能量出不太去。我知道GP天線的效率和地網的完善度有很大的關係,所以又想起「垂直天線到底要不要用巴倫?」的問題。

    其實問題應該是:「GP垂直天線到底是平衡的還是不平衡的?」因為GP垂直天線,在地面(網)導通性良好的情況之下,可視為一支垂直放置的偶極(dipole)天線,甚至書上還說「可以想成在地面下有另一支四分之一波長的虛擬振子,與實體振子組成一支半波長偶極天線。」那麼,GP天線究竟是不是和dipole一樣是「平衡」的天線?

    美國友台N0CU在他的PPT投影片裡提到「平衡」與「不平衡」的差異:



    根據N0CU,「不平衡」表示單線、透過與地面(ground)相對(against)來工作,這的確充分描述了GP天線的特性:振子相對於地面輻射。「平衡」則是一條線相對於另一條線工作,這也非常符合dipole的雙臂振子的關係:一臂是另一臂的counterpoise。

    思緒卡住了,決定先試試看再說,於是我在我的RHM-7350天線底端加了一個1:1 current balun:



    經過初步測試,發射訊號的確有變好,30瓦FT8有發射訊號到美國與澳洲:



    所謂的「不平衡」表示是透過地面來完成迴路的,但我們實際在裝設GP天線時,為了改善地面的導通性,會裝設地網線,並將這些地網線與饋線的屏蔽層接通。我個人的推論是,若是這樣的話,比起那些純粹靠天線下方的平面(地面、汽車鈑金等,不與饋線屏蔽層直接接通)反射電磁波,來達成「相當於有另一半虛擬dipole振子」的完成輻射模式的GP天線,這種「將地網與饋線屏蔽層接在一起」的GP天線,似乎在性質上有點偏向平衡天線。所以加裝1:1巴倫,應該和在dipole上一樣有效。

    當然,這只是我的推論,我雖然是個科技宅男,但畢竟是文科出身,台灣和美國的無線電執照,大都也靠強記背誦過關。所以我裝上巴倫後得到的正面效果,說不定可能來自於它發揮了抑制共模電流的功能而改善了發射、也有可能純粹是心理作用、或是測試的時候剛好傳播較好。究竟是不是如我所推論,一如裝在dipole上時,發揮了「強迫RF電流去它該去的地方」的效果而導致天線效率增加,還請線上OM多多指教了。
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    [LV.10]以壇為家III

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    發表於 2018-10-9 18:49:17 |顯示全部樓層
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