Auf die 'Hühnerleiter' gekommen, symmetrische Speisung einer Drahtantenne - etwas Theorie und mehr Praxis return
Projekt:  Symmetrische Antennenspeisung mit einer 'Hühnerleiter' - Balun notwendig?
Kontakt: DL2LTO
 
Ein paar Worte zu BALUNs:
Gegentaktstrom, Gleichtaktstrom   Zwischen symmetrischen und unsymmetrischen Systemen können Gleichtaktströme entstehen die Ausgleichsströme an der Schnittstelle beider Systeme hervorrufen. Und genau an dieser Schnittstelle werden Baluns geschaltet. Damit soll eine 'Potentialtrennung' zwischen symmetrisch und unsymmetrisch erreicht werden. Gleichzeitig kann noch eine Impedanztansformation bewirkt werden.
Der Spannungsbalun auch Symmetrierglied oder Symmetriertrafo erzwingt symmetrische Spannungen.
Er soll an seinem Ausgang gleiche Spannungen erzeugen, bezogen auf das Erdpotential. Transformieren kann er, aber Mantelwellenströme unterdrücken nicht.
Der Stombalun auch Sperrglied oder Gleichtaktdrossel erzwingt symmetrische Ströme.
Dieser Balun soll an seinem Ausgang gleiche Ströme erzeugen. Er lässt Gegentaktströme ungehindert durch sperrt aber den Gleichtaktstrom! Dadurch werden Mantelwellen wirksam unterdrückt.
Lesenswert ist dieAbhandlung von Günter, DL4ZAO. Er beantwortet Fragen rund um den Balun.
- Was sind gewünschte Gegentakt- und unerwünschte Gleichtaktströme
- Wie entstehen sie
- Wie kann man mit einem Strombalun als Gleichtaktdrossel Mantelwellen unterdrücken
- Wie ein Strombalun Ströme symmetriert
- Warum ein Spannungs-Balun zwar symmetrische Spannungen erzeugt, aber gegen Mantelwellen unwirksam ist ...
 
Balun Anwendungen:
Balun   Baluns führen nur eine indirekte Abstimmfunktion aus. Ein 4:1 Balun transformiert z.B. 200 Ω zu 50 Ω, aber auch 400 Ω zu 100 Ω oder 600 Ω zu 150 Ω. Mein TRX will aber nur 50 Ω sehen.
Also muß ich weiter transformieren, um auf 50 Ω zu kommen.
Aber wie? Ein Balun bei Mehrbandantennen transformiert den Antennenfußpunktwiderstand, egal wie groß, im realisierten Verhältnis, hier 4:1. Den Rest muß ein Koppler machen.
Ich komme dem Koppler mit einem Balun gewissermaßen entgegen, in dem ich ihn nicht so sehr an seinem Grenzbereich fordere.
Viele Koppler haben einen eingeschränkten Transformationsbereich. Es sollen z.B. 600 Ω auf 50 Ω transformiert werden. Mein Koppler kann aber nur maximal 350 Ω verarbeiten. Ein Balun, 4:1 würde von 600 auf 150 Ω transformieren, den Rest macht mein Koppler. Denn 150 Ω kann er verarbeiten. Ein Balun kann nicht 50 Ω erzwingen!
Es hängt von den elektrischen Merkmalen des Baluns und der Fußpunktimpedanz der Antenne ab.
Hier mal ein weitere praktische Anwendung. So wie es hier im Bild zusehen ist, werden die 50 Ω, die mein TRX sehen will an den Balun gegeben und nach 200 Ω transformiert. Die Hühnerleiter ist direkt angeschlossen. Zur exakten Transformation des Antennenfußpunktwiderstandes ist ein Tuner notwendig. In der Praxis kann man diese Variante verwenden, wenn die Transformationswerte der Antenne annähernd bekannt sind und dem Transformationsverhältnis des Baluns annähernd entgegenkommen.
Balun direkt an Hühnerleiter angeschlossen
Ein Tuner zwischen TRX und Balun sorgt für eindeutigere Transformationsverhältnisse. Auch ein automatischer Tuner, wie zum Beispiel der T1 von Elecraft paßt so 'fast' jede Antenne an. Wenn der Tuner symmetrisch aufgebaut ist, kann der Balun entfallen. Letzeres ist die bessere Variante, um maximalen Output an die Antenne abzustrahlen, besonders wichtig bei QRP.
 
Kombination von Strom- und Spannungsbalun:
All seine Testerfahrungen zum Balunaufbau und der verwendeten Materialien veröffentlichtWolfgang, DG0SA.
Die folgenden Bilder zeigen, wie ein Balunaufbau zur Ankopplung an eine sysmmetrische Speiseleitung aussehen könnte. Es ist die Kombination eines Strombaluns und eines Spannungsbaluns. Man sollte immer überlegen, ob ein symmetrischer Tuner die 50 Ω zum TRX ankoppeln soll oder man das 'Gesamtgebilde' so auslegt, dass im niederohmigen Bereich, sprich 50 Ω, ohne Tuner ausgekoppelt wird.
unsymmetrisch an symmetrisch koppeln ...
Links ein Breitbandtransformator 1:1 von 50 Ω zu 200 Ω und rechts ein Sperrglied 1:1, 50 zu 50 Ω. Beide sind auf den Bändern von 160m bis 10m einsetzbar.
Sperrglied und Breitbandtrafo noch DG0SA ...
Sperrglied und Breitbandtrafo noch DG0SA ...
 
Mantelwellensperre für undefinierte Impedanzen:
Die Mantelwellensperre für undefinierte Impedanzen wird zwischen unsymmetrischen Tuner mit Koaxeingang und einer Hühnerleiter verwendet. Die zu transformierenden Impedanzen von der Hühnerleiter sollten aber nicht allzu hoch sein. Der Gleichtaktstrom wird unterbrochen, der Gegentaktstrom jedoch nicht. Beide Ein/Ausgänge können sowohl symmetrisch als auch unsymmetrisch beschaltet werden. Ein Tuner zur 50 Ω Anpassung ist notwendig.
  Sperrglied mit undefinierter Impedanz ...
Ein Balun vom Typ Sperrglied 1:1 mit einer undefinierten Impedanz. Zwischen TRX und Hühnerleiter ist unbedingt ein Tuner zu schalten.
Sperrglied mit undefinierter Impedanz nach DG0SA ...
Sperrglied mit undefinierter Impedanz nach DG0SA ...
Skizze
 
'SymBa' Symmetrier- und Sperrglied:
Hier eine Kombination von Symmetrierglied und Sperrglied, auch SymBa genannt.
Ein sogenannter Hybridbalun 50Ω zu 50 Ω. Eingefügt zwischen TRX mit Koaxausgang und einem
symmetrisch aufgebauten Antennenanpassgerät oder einer symmetrischen Antenne.
Somit wird verhindert, dass über die Hühnerleiter gesendet wird. Auch werden statische Aufladungen gegen Masse abgeleitet.
Das SWR ist von 1,8 MHz bis 30 MHz besser als 1,1.
Die Gleichtaktunterdrückungan einer symmetrischen Antenne ist von 1,8 MHz bis 15 MHz besser als 50 dB und
von 15 MHz bis 30 MHz besser 40 dB.
SymBa
SymBa
Skizze
Das gute SWR und die hoher Gleichtaktstromunterdrückung kann messtechnisch nachgewiesen werden.
Die Messungen mit dem Analyser haben gezeigt, dass dieser kompakte Balun ausgezeichnete HF-Parameter erzielt. Es kann praktisch kaum HF zurück kommen.
Auch die Anpassungswerte an 50 Ω sind gut. Die verbleibenden Abweichungen gegenüber 50 Ω werden ja mit dem abstimmbaren Tuner ausgeglichen.
Diagramm
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