สายอากาศหลากหลายชนิดสามารถทำงานได้ดีกว่าถ้าทำงานร่วมกับบาลัน คุณสามารถชื้อหามาใช้ แต่ !! ทำไมคุณไม่สร้างมันขึ้นมาเองละ?
Many antenna systems work better with a balun. You can buy them, but why not build your own?
บทความโดย Dick Arnold, AF8X จาก QST June 2008
If you like to experiment with antennas, sooner or later you will need a balun. The name balun mean balanced to unbalanced. Virtually all current radios are designed to load into an unbalanced feed line, typically coaxial cable.
ถ้าคุณเป็นคนที่ชอบทดลองกับสายอากาศ ไม่ช้าไม่นานคุณก็จะมีความจำเป็นต้องพบเจอกับเจ้าบาลัน ซึ่งบาลันย่อมาจาก balanced to unbalanced วิทยุสื่อสารในปัจจุบันล้วนแล้วแต่ออกแบบให้ต่อกับโหลดและสายนำสัญญาณแบบไม่สมดุล (unbalanced) อย่างเช่น สาย Coaxial
Enter the Balun
Many popular antennas, λ/2 dipoles for example, are inherently balanced. They will generally work in the expected manner if fed with a 1:1 balun at the center feed point where the coax feed line is connected. The dipole’s feed impedance is in the range 50 to 100 Ω, depending on the height above ground. That’s not a bad match to the radio’s 50 Ω expectation, but the antenna is a balanced load. The balun will convert the feed point to one more suitable for unbalanced coax and thus provide a radio friendly load.
สายอากาศยอดนิยมหลาย ๆ แบบยกตัวอย่างเช่น สายอากาศฮาฟเวฟไดโพล คุณสมบัติของมันจะเป็นสายอากาศแบบสมดุล มันสามารถทำงานได้อย่างดี ถ้าเราใช้บาลัน 1:1 เข้าร่วมตรงจุดที่บ้อนสัญญาณ impedance ของสายอากาศไดโพลอยู่ในช่วง 50 ถึง 100 โอห์ม ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความสูงเหนือพื้นผิวดิน และวัสดุไกล้เคียง ค่า impedance ประมาณนี้ไม่ทำให้การ Match ดูน่าเกลียดอะไร แต่ที่สำคัญคือสายอากาศไดโพลเป็นสายอากาศแบบสมดุล ตัวบาลันจะช่วยแปลงระบบที่ไม่สมดุลของวิทยุและสายนำสัญญาณให้เข้ากับระบบสมดุลของสายอากาศไดโพล
Other balanced antennas have different impedances and if it is around 200 Ω, a 4:1 balun can be used. Commercial baluns are available from many sources for about $15 to $100, depending on power rating, weatherproofing, frequency range and connector type. I found that baluns are easily homebrewed for much less cost than manufactured models.
สายอากาศแบบบาลันบางแบบมีค่า impedance เป็นอย่างอื่น เช่น 200 โอห์ม บาลัน 4:1 สามารถแก้ปัญหานี้ได้ บาลันที่มีขายกันอยู่ในท้องตลาดมีราคาตั้งแต่ประมาณ $15 ถึง $100 ขึ้นอยู่กับ อัตราการทนกำลังส่ง,การป้องกันน้ำ,ความกว้างของความถี่ใช้งาน และรูปแบบขั้วต่อเป็นต้น แต่ผมพบบาลันที่สามารถประกอบขึ้นได้เองได้อย่างง่าย ๆ และมีราคาถูกกว่าที่มีขายตามท้องตลาดทั่วไป
Figure 1 — At A a schematic of a homemade 4:1 balun. At B is a photo of the completed unit.
รูปที่ 1 ในรูป A แสดงแผนฝังทางไฟฟ้าของหม้อแปลงบาลัน 4:1 ส่วนรูป B เป็นรูปที่ประกอบขึ้นมาจริง ๆ
It should be pointed out that many hams connect coax directly to their dipoles without a balun and report satisfactory performance. Any resulting current due to unbalance will flow down the outside of the coax. The amount will depend on the coax length and the impedance to ground of the shield as it terminates at the radio or tuner. Those unbalanced currents can cause radiation that may distort antenna patterns or result in RF on equipment chassis, sometimes causing feedback and other problems. If you don’t have any of those problems, you can likely get away without a balun, but it almost never hurts to have one!
Rolling Your Own
Figure 1 shows a favorite 4:1 balun of mine that I found on the Internet. It uses an FT 114-43 toroid core wound with six turns of 16 gauge speaker wire. As indicated in the schematic, Figure 1A, the silver and copper color conductors are labeled A and B. The conductor A from one end and conductor B from the other end are spliced and connected to the shield side of a coax connector.
พันบาลันด้วยตัวเอง
รูปที่ 1 แสดงให้เห็นถึงบาลัน 4:1 ซึ่งผมพบมันในอินเทอร์เนทสามารถสร้างได้โดยใช้แกน Toroid เบอร์ FT 114-43 พันจำนวน 6 รอบด้วยสายลำโพงเบอร์ 16 ในรูป 1A สายตัวนำสีเงิน และสีทองแดง เชื่อมต่อกันที่จุด A B ปลายสายด้าน A ก็จะไปอีกฝั่ง ปลายสายด้าน B ก็จะแยกไปอีกฝั่ง ทำการปอกสายแล้วนำไปต่อกับขั้วต่อของสาย Coaxcial
The remaining conductors are the balanced line inputs. The coax connector (unbalanced output) is connected to the A conductor. The balanced line input is connected to two banana plugs; the unbalanced output is connected
to either a BNC or SO-239 type coax connector. The connectors are mounted in either a metal or plastic box and the toroid is secured to the box with hot glue. The completed unit is shown in Figure 1B.
The 1:1 current balun I use was made using another FT 114-43 toroid wound with 10 turns of RG-174 miniature coax. One end of the coax is connected to the unbalanced connector and the other end is connected to a dual banana jack as shown in Figure 2A.
บาลัน 1:1 ผมพันอีกแบบคือใช้สาย RG-174 พันบนแกนเบอร์ FT114-43 จำนวน 10 รอบ ปลายด้านหนึ่งต่อกับขั้วต่อที่ไม่สมดุล ปลายอีกด้านต่อกับ ขั้วต่อแบบบานาน่า (เป็นชื่อเฉพาะสำหรับเรียกขั้วต่อแบบนี้) ดังในรูป 2A
Again all this could be mounted in a suitable sized box. The unit with connectors shown in Figure 2B.
As you can see there is nothing too complicated in creating a homebrew balun.These two examples are only two of the many designs using smaller or larger toroids and wire. The toroids I used were purchased from www.kitsandparts.com, but there are many other suppliers.
This design is suitable for use with well matched antennas up to power levels around 100 W. For higher power, use larger diameter cores and shift to RG-58 coax.
ในการออกแบบของผมนี้เหมาะสำหรับการใช้งานได้ถึงประมาณ 100 วัตต์ ถ้าต้องการให้ทนกำลังส่งสูงกว่านี้ ต้องเพิ่มขนาดของแกน Toroid ให้ใหญ่ขึ้น สายนำสัญญาณที่นำมาพันก็ต้องใช้เบอร์ RG-58
If you have an interest in learning more about baluns, check out Jerry Sevick’s book, which will provide designs for many different impedance ratios and power levels.
ถ้าคุณสนใจศึกษาเรื่องบาลันให้มากขึ้นกว่านี้ ลองอ่านหนังสือของ Jerry Sevick ซึ่งเขาได้จัดทำบาลันไว้หลายรูปแบบ ทั้งอัตราส่วน Impedance และระดับกำลังที่ต่างกัน ให้เราได้อ่าน
Figure 2 — At A a schematic of a homemade 1:1 choke balun. At B is a photo of the completed unit with connectors attached.
รูปที่ 2 ในรูป A แสดงแผนฝังทางไฟฟ้าของหม้อแปลงบาลัน 1:1 ส่วนรูป B เป็นรูปที่ประกอบขึ้นมาจริง ๆ พร้อมด้วยต่อขั้วต่อสาย
ตัวอย่างหนังสือของ Jerry Sevick (สามารถหา Download ได้ลองค้นดูให้ดีๆครับ)
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น