liaowei 發表於 2018-10-9 15:07:48

To Balun or Not to Balun

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。

照教科書上所說,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:

https://2.bp.blogspot.com/D5yZ2FVEpKn3jB5_exSEWHcg5ox2x_v0WIv5UUVTL6wg9JavftQQhcAT5ewouJNWQI4rAPFtSe2UsiyJiMQ3r-52YTC7XNPLEI-PR0t2_xb7kHwcs153tiLdJjKAVeLfeBXtf2tvWVXhry3LzvHmAO5e6U5XmXt1QEcvdzp6e2-Moc0KTFdpkkbW1VyPWyYTVcZymc5B14SntNlKssLc1HqENYR5M-O6vqvU3gN_GZ9IdAe1uGL7atvgLhP85HobbCm5OexC8uJT9EAsG0TaEDHLNwQrvtVS1_fVQsyquOoBkrMYP_c4S_bTW3yqLVV8W2wmd-KzLoXuiutyU_Obf1YRTwMRUWHr_7bSIsssYMWxPTutVuBAyQ20xL-ZZ2HGkn9b5R1BW1XLqtsn9D53rMNSqkqDbBP2RI_aorAtC8VpDKn88sRuyeS3r_A_rFcScT4bxQ9y_i8TObq_LY6UQQXfgLVjiAwBJcMG9pQg-4to21K9VuTmbPRG35TUazcG9Xb6xNz0XrwugL1-dRJ50EfOvoimckGxurcyhX4yu7gnAegqx_7tK8RSL8eLkF7tUa48RevrmIK14RRv_xDDj1XfV4F_zQ_5ovNebUmLhF3OqL-M8J7mN8ABO0jQU4tGxRNFZdm_UNZZhcGtBSljAOLaJlyaaE4DPV5piOgJupnA8slU3acAsl_xbQ=w1401-h566-no

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:

https://4.bp.blogspot.com/n0MFYS_U9dP3hdNN_E0NVJcO5Pobpzj3VNqGXcMWFxSMHajH-JFA0GLsLGS2911Q1OyErBxz5IRS1nDsFG8quKUG_OWGyQVYZdB7A173mW8ggiPkrX92EN8ler55XfWYBe6Oy1ZfnjiJWYZyYnMF6VbmzY7oSFcH4Bx1KZgq5INIDNOBJBZnGvElNRRz7ohwz3P0FHEd1CveStqXNQLQ2jgcGvZwDla0k1U5_a5_6p8J74IycFs5hcnvCs6KfYCqVTFihR78xWJXmwWP2YqRdr6TuM_UmxBJxlXh8xtKTJpgTBPe7Uc2NSTYZTR5wRY4x2lRCq9o0JWNz7ziMu1KRt04EvLyCTmS5LcxFshfev9ltYfP4lVNJ4q5h-l6nILgbEBuBmlnE80LcE9_cD-yb5VZruyMMPdME5Gl0laQwSQG3Qv3XodEb_XLBHxiNKotLI17qieZjjvCgm7Wl_u1PjBElNKFdMWKyjCMs0QtebzCT9bPnVrQG9setD2mDC3Rs5dvKf-3bVp6Bm7P8JqExoAAR1vDtZZ52msCAem9WOOUimZA71Dll9d_t9Dd52GfWUwiE2FQ1GuvA3gToA56gmL9B_DAq4EI8AgNtF0Qb-ptLhhoYtVxgBQFN84PaSRWY8iGbj4Mfr1vXfYOqlnbMgoLpEynh4PBA6PoVpoG0OtajRcsOfRmoV46Vw=w935-h904-no

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:

https://1.bp.blogspot.com/pLQcmyDfE_4Ti9ccxZ4mqbw5PZqdqZWrBRHLbniys-zpKT713qO2ySck7Yd8FKg_AvtEcWyAU65QA1tBlychYLDIEWOcyuo7SGcVOkuJpI1B7YHWoYO-Q3NyjzO6desyhTs05-ATi00uJiHaIpx-LCj3Yj2G5q2VSktft_o2Csqp7yZZyCrp3TUuP4KNwQPTj5Wmepkn3S6xt7IfpUR_V_6ckNNR3g7evK0zPa1hrUaGioTkYTVbF3yUDGmDbXcpzjtJ8WTyrO-g3rHyJhW5IK08TuGj6CJhdKDGm9aq3YwLpiXPo3f9dHmueikQ0EmY0qzgcv4YeCQI3fu6_mrKfuhnHCSg2UxJFUQ2Frz3u7EYOgxhYSHeDGV_jkV7Ev39UC-GzWkIEXP6GEGMbPB7_4lSomDojNji8qf_IW9PHZNj7zTHpBV0WqhogPepC4swffIYQYGSvTXwcse5ZXKpcwRdES-LrqFm0qRXf8Kih0BrP-p9zmJnbdxtZeUHZfDT-HUFslaGO8H9YSKpIiSxaMtTOB_C20Id-qIAfA8f2-ydxteqNGJ_VDhEns79CWvw2BD4jGNzjqp1R_aI2qRzBFZPIUQgD2uFyZOZHw9249XyS3Ro-trYPrNZ3Y0tFsiOVLn87xBwbWno1pqVCRSkkM92WOp6ROBgK1PbA0RuQM8SRcIss98jh3Ga5g=w928-h552-no

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。

abula988 發表於 2018-10-9 18:49:17

感謝大大分享{:4_115:}{:4_115:}
頁: [1]
查看完整版本: To Balun or Not to Balun