To Balun or Not to Balun

liaowei

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：



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。

abula988

感謝大大分享