從銅管巴倫說起

《從銅管巴倫說起》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、從銅管巴倫說起從銅管巴倫說起??最近，我優(yōu)化了一款疊雙菱天線，在和同軸電纜饋線進(jìn)行匹配時(shí)，設(shè)計(jì)使用了一種銅管巴倫。有朋友問，不接這個(gè)銅管巴倫行不行？或者像長城天線那樣，用同軸電纜做U形環(huán)巴倫，行不行？針對(duì)這些問題，我進(jìn)行了比較深入的學(xué)習(xí)。今天就把學(xué)習(xí)體會(huì)，向壇友做個(gè)匯報(bào)。在無線電接收和發(fā)射系統(tǒng)中，天線是饋線的負(fù)載，因此，天線和饋線的匹配非常重要。在我們使用的WIFI頻段，最常用的饋線就是50歐姆同軸電纜，而使用的天線，卻是五花八門，既有輸入阻抗為73.1歐姆的半波偶極天線，也有輸入阻抗為292歐姆的折合半波偶極天線，不能不考

2、慮匹配的問題。匹配的方法，就是使用巴倫。那么，什么是巴倫？最初我以為，巴倫就是英文Balance的音譯。Balance不就是平衡的意思嘛。后來才知道，巴倫是由Balance和Unbalance兩個(gè)單詞組合而成：Balance—Unbalance，Balance是平衡的意思，Unbalance是不平衡的意思。把這兩個(gè)詞合成縮寫為一個(gè)單詞——Balun，音譯為巴倫。所以，巴倫就是“平衡—不平衡”的意思。我們?cè)谔祓佅到y(tǒng)經(jīng)常要用到巴倫，就是要進(jìn)行平衡不平衡的轉(zhuǎn)換。為什么要進(jìn)行平衡不平衡轉(zhuǎn)換？我們知道，很多天線如半波振子天線、折合振子

3、天線、環(huán)形天線等都是平衡饋電的，它們都有兩個(gè)饋電點(diǎn)，兩個(gè)饋電點(diǎn)的信號(hào)電壓（或電流）的相位是互為反相的。而主饋電纜常常使用同軸電纜，同軸電纜屬于不平衡（不對(duì)稱）饋線，其1October，2010從銅管巴倫說起內(nèi)導(dǎo)體是饋電點(diǎn)，而外導(dǎo)體是地線點(diǎn)。不平衡饋電的同軸電纜直接連接到平衡結(jié)構(gòu)的天線上，就會(huì)破壞天線的對(duì)稱性，使天線兩臂上的電流大小不等。這種不平衡性會(huì)造成饋線上的駐波加大，導(dǎo)致輻射功率的損耗。有些巴倫還有另外一個(gè)作用，就是進(jìn)行阻抗變換。比如長城天線所用的1：4的U形環(huán)半波巴倫，就是一種既進(jìn)行平衡不平衡轉(zhuǎn)換，又兼顧阻抗轉(zhuǎn)換的巴倫

4、——它把同軸電纜的50歐姆特性阻抗，轉(zhuǎn)換為天線的200歐姆的輸入阻抗（這就是1：4的含義）。同時(shí)，又把同軸電纜的不平衡饋電和長城天線的平衡結(jié)構(gòu)相匹配。關(guān)于天饋系統(tǒng)不平衡造成的不良影響和1:4半波U形環(huán)巴倫的原理，請(qǐng)參照我《漫談長城天線的巴倫》一文，有比較詳細(xì)的描述，這里不再贅述。這里準(zhǔn)備只說說“硬型巴倫”?！@個(gè)詞可是我自己杜撰的，因?yàn)檫@類巴倫，都是應(yīng)用了剛性材料，比如銅管，銅棒等等，這些材料不能彎折，需要一定的空間來安裝。我把用非剛性同軸電纜制作的巴倫，稱為“軟型巴倫”，因?yàn)檫@些同軸電纜，可以盤繞、彎曲，可以在比較狹小的

5、空間安放。（關(guān)于硬型和軟型的分類，只是根據(jù)材料的剛性程度劃分的。我胡亂分，你們就胡亂聽。如果和某些教科書有沖突，有人找我問責(zé)，我就閃人。哈哈）首先介紹1/4波長短路棒巴倫。我從某本教科書上截了一個(gè)圖：2October，2010從銅管巴倫說起干脆把他的說明也截下來：這本教科書說的比較簡單，下面我稍微詳細(xì)的解說一下。我另外畫一張圖：3October，2010從銅管巴倫說起振子的左臂與同軸電纜外導(dǎo)體（屏蔽層）連接，即圖中A點(diǎn)。振子右臂與同軸電纜內(nèi)導(dǎo)體（芯線）、λ/4波長短路棒上端連接。見圖中B點(diǎn)。λ/4波長短路棒下端則通過金屬短路

6、環(huán)和同軸電纜外導(dǎo)體（屏蔽層）連接。從上圖可以看出，從A點(diǎn)到B點(diǎn)的距離為兩個(gè)１／４波長，即λ/4＋λ/4=λ/2。所以，同軸電纜芯線的信號(hào)從B點(diǎn)傳到到A點(diǎn)，正好走了１／2波程，相位正好相差180度。就把同軸電纜的不對(duì)稱變成對(duì)稱了。（隨便說一下：１／４波長金屬短路棒的直徑，應(yīng)和同軸電纜饋線外導(dǎo)體的直徑相同，上面示意圖中金屬短路棒畫細(xì)了。大家湊合看吧。）你也許會(huì)有疑問——這樣接法，A點(diǎn)和B點(diǎn)，豈不是被短路了？，恰恰相反，從A、B兩點(diǎn)看進(jìn)去，阻抗為無窮大！這就是１／４波長傳輸線的絕妙之處?。?October，2010從銅管巴倫說起上

7、圖是一段１／４波長傳輸線，例如我們常用的７５Ω和５０Ω同軸電纜，選取一定的長度，便可成為某一頻率的１／４波長傳輸線。這一段傳輸線在對(duì)應(yīng)的頻率上有一個(gè)非常重要的特性：Ａ端短路時(shí)，Ｂ端阻抗呈無限大；Ｂ端短路時(shí)，Ａ端阻抗呈無限大。神奇的是，如果A端開路時(shí)，B端阻抗呈現(xiàn)無限?。ň褪嵌搪妨耍?！B端開路時(shí)，A端也一樣，呈現(xiàn)短路狀態(tài)。１／４波長線的這種特性為我們帶來極大的方便，比如上面的金屬短路棒巴倫，就利用了這一特性。因?yàn)槎搪钒舻拈L度為１／４波長，下端和同軸電纜外導(dǎo)體短接，從上端即從A、B兩端看進(jìn)去，阻抗就是無窮大?。ㄆ鋵?shí)，上面那個(gè)短路

8、棒也可以用一段１／４波長的同軸電纜代替，同樣可以起到平衡不平衡轉(zhuǎn)換的作用。但是，要求這段１／４波長的同軸電纜要與主饋同軸電纜平行，且保持一個(gè)恒定的距離。如果使用軟性同軸電纜就不容易做的了，所以很少被人采用。）如果上面１／４波長短路棒巴倫的原理弄懂了，那么，我在激情版疊雙菱天線中使用的銅管巴