巴伦制作方法
倒V天线和空心巴伦的制作
倒V天线和空心巴伦的制作
倒V天线和空心巴伦的制作
倒V天线单边振子长度数据及计算方式如下:
1/4波长水平、倒V天线长度的计算公式:光速/频率/4*95% =(单臂)长度
21.400MHz天线的计算长度300000/21.4/4*95%=3330mm
14.270MHz天线的计算长度300000/14.27/4*95%=4993mm 7.05MHz天线的计算长度300000/7.05/4*95%=10107mm 29.60MHz天线的计算长度300000/29.60/4*95%=2667mm
以上仅仅是按照公式计算所得的长度,每个波段的天线最好是预长300mm左右,固定好位置后,用驻波表监测着逐步裁剪到最理想驻波的长度。
水平偶极天线角度与阻抗的关系如下:
水平偶极天线给电部角度为180度时的阻抗是73欧姆;从180度角度开始变窄,它的阻抗也会随之渐渐地下降。
15 0度时是68欧姆,120度时是58欧姆,105时刚好是50欧姆,更窄的角度90度时是42欧姆,60度时刚降列23欧姆。
使用天线测试仪时,可以指示天线振子谐振时的阻抗,不断调整天线的夹角和高度可以改变阻抗,尽量调整阻抗接近5 0欧姆即可。
补充:直接将各波段并联比采用振子串陷波器的方法简单。
还有1:1空心巴伦的的图纸
巴伦实物:
自制巴伦:。
传输线巴伦的原理设计、制作及测试
传输线平衡器(巴伦)的原理、设计、制作及测试一、平衡器(巴伦)的由来平衡器即Balancing Device,其主要作用是完成由单端传输(如:同轴线、微带线等)变换为差分传输(如:半波振子天线,推挽电路等)之间的变换,又称为平衡-不平衡变换器即Balance-Unbalance,英文将其合并缩写成一个新词Balun,音译为巴伦。
以下文中所提到的平衡器、平衡-不平衡变换器、巴伦,都是指这一类器件。
巴伦在无线电中有着广泛的用途,由于其原理结构多种多样,并且可以互相组合,使得许多朋友在自制巴伦时有无从下手的感觉,哪种结构适合?如何选择材料?如何计算制作参数?如何衡量巴伦的性能?对于我们业余爱好者,主要就是用在天线的馈电和高频功放中,完成平衡-不平衡及阻抗变换的作用,工作在短波1.8MHZ~30MHZ,并要求取材和制作容易。
结合我对巴伦的认识理解,认为传输线结构的巴伦,更适合短波通信,其性能好、取材方便、制作容易,但其理论不易理解,造成很多朋友将其搞成了磁耦合变压器结构,出现频带窄、功率容量小、驻波不平坦的问题,结果当然达不到传输线变换器的效果。
下面就我个人对传输线变换器的粗浅理解,简单描述一下做巴伦的情况,如需要更深入的了解可以参考有关文献资料,有不当之处,还请各位前辈指正,谢谢!二、传输线平衡器(巴伦)的简单原理平衡器有很多种,按平衡条件可以分为四大类:扼流式(扼制不平衡电流)、对称式(对地阻抗平衡)、倒相式(电压倒相)、磁耦合式(电流共扼)。
我这里主要描述一下基于传输线变换器的平衡-不平衡变换,同时具备阻抗变换作用的巴伦,兼有扼流式和磁耦合式的特征。
传输线变换器的结构如上图,它是在高频磁环上缠绕一组或几组传输线,利用不同的连接方法来完成阻抗变换和平衡-不平衡变换作用。
能量从变换器的始端到终端是通过传输线的分布电容、分布电感以及电磁能量交换的形式来传送的,这和通常的绕匝变压器不同,它克服了绕匝变压器在高频时由于线圈的分布电容所带来的不利影响,改善了高频特性。
巴伦的原理设计制作
巴伦的原理设计制作巴伦管是一种用于测量压力的机械式传感器。
它由一个半环形或螺旋状的金属管组成,通常由不锈钢或铜制成。
巴伦管的一个端口与被测流体相连,压力作用在管内,导致金属材料的形变。
当波动的压力作用在巴伦管上时,管壁内外部分的应变差异导致了管壁的弯曲。
巴伦管的形变被测量,并通过与之相连的机械传感器转化为电信号。
巴伦管的设计通常采用半环形的金属管,管长通常选取为开口的1/6到1/8、巴伦管的原理是利用压力作用在管壁上引起应变,产生弯曲。
管壁一旦弯曲,会引起管壁内外的应变差异,这种差异驱动机械传感器产生等量的输出信号。
巴伦管的设计目的是为了提供高灵敏度、高准确性和宽度范围的压力测量。
巴伦管的制作过程通常包括以下几个步骤:1.材料选择:选择适用于所需压力范围的金属材料,例如不锈钢或铜。
这些材料应具有良好的弹性和可塑性,以便在压力施加时形成弯曲。
2.切割:根据设计要求,将金属材料切割成所需形状和尺寸。
通常,巴伦管是通过切割一个合适长度的金属管起始的。
3.弯曲:使用适当的弯曲工具,将金属管以半环形或螺旋状弯曲。
弯曲的半径应根据设计要求进行调整。
4.连接和焊接:将金属管两端的连接部分进行内外焊接,以确保管道的完整性和密封性。
5.原理测试:将巴伦管与机械传感器连接,并进行压力测试,以验证其测量特性和性能。
巴伦管在工业领域广泛应用于压力测量和控制。
它具有高精度、稳定性好、结构简单等优点。
同时,巴伦管还可以根据不同的需求进行定制,以满足各种特定的应用要求。
巴伦制作方法
巴伦制作方法? ?? ???巴伦是平衡不平衡转换器的英文音译,原理是按天线理论,偶极天线属平衡型天线,而同轴电缆属不平衡传输现,若将其直接连接,则同轴电缆的外皮就有高频电流流过(按同轴电缆传输原理,高频电流应在电缆内部流动,外皮是屏蔽层,是没有电流的),这样一来,就会影响天线的辐射(可以想象成电缆的屏蔽层也参与了电波的辐射)。
因此,就要在天线和电缆之间加入平衡不平衡转换器,把流入电缆屏蔽层外部的电流扼制掉,也就是说把从振子流过电缆屏蔽层外皮的高频电流截断。
要达到这样的目的有很多种办法,一种是高频开路法,在电缆屏蔽层外皮四分之一波长处接一个四分之一波长的套筒(等于效四分之一波长的开路线),因四分之一波长开路线对该频率视为开路,达到截断高频电流的作用,这种办法,工作带宽窄,频率低时四分之一波长套筒就显得很长,适合大功率高频率使用。
另一种是抵消法,想办法使流入的电流大小相等方向相反而互相抵消,应用较多的用磁环三线绕的平衡不平衡转换器就属这种,这种频带较宽,使用但大功率时受磁环磁饱和的限制,适合低频率小功率使用。
再一种是变压器法,通过高频变压器实现平衡不平衡转换,原理就像推挽输出变压器一样,把双向平衡电流变换成但向不平衡电流。
变压器可采用磁心或空心绕成,适用大功率使用。
还有一种是抑制法,振子经过一高频扼流圈接电缆屏蔽层外皮,阻止高频电流流向电缆屏蔽层外皮,此法比较简单,就是把电缆绕十圈左右,绕在磁环上更好,空心也没关系,一般是频率低绕多几圈,频率高小绕几圈。
但抑制效果没有前述几种好,因此前面几种多用于专业应用,这种业余应用较多。
要记住的是我们只是截断屏蔽层外皮的高频电流,并不是截断流向屏蔽层的所有高频电流(要这样的话把振子和电缆皮断开就得了),高频电流是在屏蔽层的里面流的。
形象一点可以把电缆想象成水管,本来应该是水都在水管里流,如不加巴伦,水不单在水管里流,而且有一部分还流到管子的外皮。
巴伦的作用就是防止跑、冒、滴、漏,迫使水都在水管里流,难言之隐,一用了之!1:4巴伦制作空心巴伦比较容易做,40mm直径的PVC管上面双线并绕8圈接线图:?其他图纸:磁环做的巴伦,这个图是1:1的,4:1用双线并绕,按上面的图接线即可。
巴伦
巴伦是平衡不平衡转换器的英文音译,原理是按天线理论,偶极天线属平衡型天线,而同轴电缆属不平衡传输现,若将其直接连接,则同轴电缆的外皮就有高频电流流过(按同轴电缆传输原理,高频电流应在电缆内部流动,外皮是屏蔽层,是没有电流的),这样一来,就会影响天线的辐射(可以想象成电缆的屏蔽层也参与了电波的辐射)因此,就要在天线和电缆之间加入平衡不平衡转换器,把流入电缆屏蔽层外部的电流扼制掉,也就是说把从振子流过电缆屏蔽层外皮的高频电流截断。
要达到这样的目的有很多种办法,一种是高频开路法,在电缆屏蔽层外皮四分之一波长处接一个四分之一波长的套筒(等于效四分之一波长的开路线),因四分之一波长开路线对该频率视为开路,达到截断高频电流的作用,这种办法,工作带宽窄,频率低时四分之一波长套筒就显得很长,适合大功率高频率使用。
另一种是抵消法,想办法使流入的电流大小相等方向相反而互相抵消,应用较多的用磁环三线绕的平衡不平衡转换器就属这种,这种频带较宽,使用但大功率时受磁环磁饱和的限制,适合低频率小功率使用。
再一种是变压器法,通过高频变压器实现平衡不平衡转换,原理就像推挽输出变压器一样,把双向平衡电流变换成但向不平衡电流。
变压器可采用磁心或空心绕成,适用大功率使用。
还有一种是抑制法,振子经过一高频扼流圈接电缆屏蔽层外皮,阻止高频电流流向电缆屏蔽层外皮,此法比较简单,就是把电缆绕十圈左右,绕在磁环上更好,空心也没关系,一般是频率低绕多几圈,频率高小绕几圈。
但抑制效果没有前述几种好,因此前面几种多用于专业应用,这种业余应用较多。
要记住的是我们只是截断屏蔽层外皮的高频电流,并不是截断流向屏蔽层的所有高频电流(要这样的话把振子和电缆皮断开就得了),高频电流是在屏蔽层的里面流的。
形象一点可以把电缆想象成水管,本来应该是水都在水管里流,如不加巴伦,水不单在水管里流,而且有一部分还流到管子的外皮。
巴伦的作用就是防止跑、冒、滴、漏,迫使水都在水管里流,难言之隐,一用了之!倒V天线的制作,一是要求架设得尽量高,二是架设的地方要尽量开阔,三是尽量远离干扰源架设。
平面等角螺旋天线及巴伦的设计
平面等角螺旋天线及巴伦的设计随着无线通信技术的飞速发展,天线作为无线通信系统的重要组成部分,其性能和设计受到了广泛。
其中,平面等角螺旋天线(Planar Inverted-F Antenna,简称PIFA)以及巴伦(Balun)是两种常用的天线和平衡转换器设计。
本文将介绍这两种天线的特点、设计原理和参数,旨在帮助读者深入了解其优势和应用场景。
平面等角螺旋天线是一种常见的宽带天线,具有体积小、易共形、易集成等优点。
它由一个平面的辐射元和一个螺旋状的地面构成,通过调整辐射元和地面的尺寸以及螺旋的匝数,可以实现在宽频带内的良好辐射性能。
平面等角螺旋天线的辐射原理主要依赖于螺旋的电流分布。
当高频电流在螺旋上流动时,会产生一个向外扩散的磁场,从而形成辐射。
由于螺旋的等角特性,电流在整个螺旋上均匀分布,使得天线在宽频带内具有稳定的辐射方向图和阻抗特性。
平面等角螺旋天线的特点在于其宽频带性能和易共形性。
通过改变螺旋的匝数和辐射元的尺寸,可以覆盖较宽的频率范围,同时保持稳定的阻抗特性和辐射方向图。
在设计时,需要考虑的主要参数包括辐射元的尺寸、螺旋的匝数、介质基板的厚度和相对介电常数等。
巴伦是一种用于将不平衡的信号转换为平衡的信号,或反之亦然的平衡转换器。
在天线设计中,巴伦被广泛应用于将天线的不平衡信号转换为平衡信号,以实现更好的辐射性能。
下面以常见的威尔金森巴伦为例,介绍其设计原理和特点。
威尔金森巴伦是一种经典的巴伦设计,它利用两个对称的线绕线圈来实现不平衡到平衡的转换。
在线绕线圈的中心连接不平衡信号源,在线绕线圈的两侧连接平衡信号端口。
通过调整线圈的匝数和半径,以及源阻抗和负载阻抗的匹配,可以实现信号的高效传输。
威尔金森巴伦的特点在于其宽带性能和高效传输。
通过调整线圈的匝数和半径,可以覆盖较宽的频率范围,同时保持高效传输。
在设计时,需要考虑的主要参数包括线圈的匝数和半径、源阻抗和负载阻抗的匹配等。
平面等角螺旋天线和巴伦是两种常用的天线和平衡转换器设计,具有广泛的应用场景。
传输线巴伦的原理设计、制作及测试8页
根据以上计算结果,制作的传输线巴伦,基本可以达到预期的效果,但在实际制作中由于选材和制作工艺的差异,会有些出入,请大家依据自己的实际情况适当增减圈数就应该可以达到要求,一般磁环不用试来试去的,这里推荐大家主要选择以下三种常用规格,基本可以满足大部分做天线巴伦的需要。
NH2246:200W以下,频带偏高些(6MHz~30MHz),外形22X11X5
传输线平衡器(巴伦)的原理、设计、制作及测试
一、平衡器(巴伦)的由来
平衡器即Balancing Device,其主要作用是完成由单端传输(如:同轴线、微带线等)变换为差分传输(如:半波振子天线,推挽电路等)之间的变换,又称为平衡-不平衡变换器即Balance-Unbalance,英文将其合并缩写成一个新词Balun,音译为巴伦。以下文中所提到的平衡器、平衡-不平衡变换器、巴伦,都是指这一类器件。
三、传输线平衡器(巴伦)计算软件的使用
基于前述原理,可以给出若干相关的计算公式,但计算是一个试算-调整参数-再算-再调整,反反复复多次寻找最适合结果的过程,同时对磁芯的各项参数都要熟悉,因此,我结合自己对传输线变换器的理解和巴伦的特点以及对磁芯的了解,试写了一个用于计算传输线巴伦的小软件,希望能解决手工计算的麻烦。
铜管巴伦的制作教程
铜管巴伦的制作简易教程(适用于激情七月版的叠双菱天线)1、截下一段铜管,直径6mm左右,长度40-50mm。
在铜管上锯出一条1mm宽,30.5mm 长的缝隙。
锯好后最好用什锦锉修整一下,去掉毛刺,使缝隙上下宽度一致。
(铜管直径之所以要取6mm左右,是因为激情七月版叠双菱天线的馈点间隙是6mm,两个馈点正好焊接在铜管巴伦缝隙两边的管壁上。
)2、截下一段30.5mm的细铜棒(铜线)。
细铜棒(铜线)的外径和铜管内经的比值大约为1:2.3 ,这个比率能使铜管巴伦的阻抗为50欧姆。
建议就使用DIY双菱天线的铜线,直径为2.24mm。
而6mm铜管,内经大约5mm左右,5/2.24=2.23 。
正好符合1:2.3的比率。
3、剥开同轴电缆,小心地把屏蔽层拨到后面,套在同轴电缆上。
把绝缘层去掉,保留一小段芯线。
4、把细铜棒(铜线)焊接在同轴电缆的芯线上。
5、把焊好细铜棒(铜线)的同轴电缆插进铜管,使屏蔽层和铜管内壁紧密接触。
然后把铜管末端和屏蔽线焊接一圈。
6、把双菱天线和铜管巴伦焊接在一起。
双菱天线的两个馈点,分别焊接到铜管巴伦缝隙的两边。
中心的细铜棒(铜线)焊接在任意一边即可。
7、把铜管巴伦固定在反射板上。
如果是使用PCB覆铜板做反射板,可以把铜管焊接在覆铜面上,保持电接触良好。
如果使用铝板、铁板做反射板,也要想办法,保证铜管和反射板的良好电接触。
有条件的朋友,最好给反射板和铜管加工上内外螺纹,把铜管直接拧在反射板上。
或者给铜管套丝,在反射板背面用螺母把铜管巴伦固定在反射板上。
8、做完了。
下面是铜管巴伦组装示意图。
By passion July,2010。
巴伦的原理、设计、制作
一、平衡器(巴伦)的由来平衡器即Balancing Device,其主要作用是完成由单端传输(如:同轴线、微带线等)变换为差分传输(如:半波振子天线,推挽电路等)之间的变换,又称为平衡-不平衡变换器即Balance-Unbalance,英文将其合并缩写成一个新词Balun,音译为巴伦。
以下文中所提到的平衡器、平衡-不平衡变换器、巴伦,都是指这一类器件。
巴伦在无线电中有着广泛的用途,由于其原理结构多种多样,并且可以互相组合,使得许多朋友在自制巴伦时有无从下手的感觉,哪种结构适合?如何选择材料?如何计算制作参数?如何衡量巴伦的性能?对于我们业余爱好者,主要就是用在天线的馈电和高频功放中,完成平衡-不平衡及阻抗变换的作用,工作在短波1.8MHZ~30MHZ,并要求取材和制作容易。
结合我对巴伦的认识理解,认为传输线结构的巴伦,更适合短波通信,其性能好、取材方便、制作容易,但其理论不易理解,造成很多朋友将其搞成了磁耦合变压器结构,出现频带窄、功率容量小、驻波不平坦的问题,结果当然达不到传输线变换器的效果。
下面就我个人对传输线变换器的粗浅理解,简单描述一下做巴伦的情况,如需要更深入的了解可以参考有关文献资料,有不当之处,还请各位前辈指正,谢谢!二、传输线平衡器(巴伦)的简单原理平衡器有很多种,按平衡条件可以分为四大类:扼流式(扼制不平衡电流)、对称式(对地阻抗平衡)、倒相式(电压倒相)、磁耦合式(电流共扼)。
我这里主要描述一下基于传输线变换器的平衡-不平衡变换,同时具备阻抗变换作用的巴伦,兼有扼流式和磁耦合式的特征。
传输线变换器的结构如上图,它是在高频磁环上缠绕一组或几组传输线,利用不同的连接方法来完成阻抗变换和平衡-不平衡变换作用。
能量从变换器的始端到终端是通过传输线的分布电容、分布电感以及电磁能量交换的形式来传送的,这和通常的绕匝变压器不同,它克服了绕匝变压器在高频时由于线圈的分布电容所带来的不利影响,改善了高频特性。
巴伦的原理、设计、制作
一、平衡器(巴伦)的由来平衡器即Balancing Device,其主要作用是完成由单端传输(如:同轴线、微带线等)变换为差分传输(如:半波振子天线,推挽电路等)之间的变换,又称为平衡-不平衡变换器即Balance-Unbalance,英文将其合并缩写成一个新词Balun,音译为巴伦。
以下文中所提到的平衡器、平衡-不平衡变换器、巴伦,都是指这一类器件。
巴伦在无线电中有着广泛的用途,由于其原理结构多种多样,并且可以互相组合,使得许多朋友在自制巴伦时有无从下手的感觉,哪种结构适合?如何选择材料?如何计算制作参数?如何衡量巴伦的性能?对于我们业余爱好者,主要就是用在天线的馈电和高频功放中,完成平衡-不平衡及阻抗变换的作用,工作在短波1.8MHZ~30MHZ,并要求取材和制作容易。
结合我对巴伦的认识理解,认为传输线结构的巴伦,更适合短波通信,其性能好、取材方便、制作容易,但其理论不易理解,造成很多朋友将其搞成了磁耦合变压器结构,出现频带窄、功率容量小、驻波不平坦的问题,结果当然达不到传输线变换器的效果。
下面就我个人对传输线变换器的粗浅理解,简单描述一下做巴伦的情况,如需要更深入的了解可以参考有关文献资料,有不当之处,还请各位前辈指正,谢谢!二、传输线平衡器(巴伦)的简单原理平衡器有很多种,按平衡条件可以分为四大类:扼流式(扼制不平衡电流)、对称式(对地阻抗平衡)、倒相式(电压倒相)、磁耦合式(电流共扼)。
我这里主要描述一下基于传输线变换器的平衡-不平衡变换,同时具备阻抗变换作用的巴伦,兼有扼流式和磁耦合式的特征。
传输线变换器的结构如上图,它是在高频磁环上缠绕一组或几组传输线,利用不同的连接方法来完成阻抗变换和平衡-不平衡变换作用。
能量从变换器的始端到终端是通过传输线的分布电容、分布电感以及电磁能量交换的形式来传送的,这和通常的绕匝变压器不同,它克服了绕匝变压器在高频时由于线圈的分布电容所带来的不利影响,改善了高频特性。
11巴伦制过程图解
1:1巴伦制作过程图解一、材料准备磁环2个:规格37*23*7 型号NXO-100镍锌材质漆包线:45厘米*3支 1.0粗M座: 1个防水塑料盒:1个螺丝垫片、冷压端子、热缩管、线扎、固定片等见图/forum/attach...id=477279&stc=1 /forum/attach...id=477280&stc=1二、制作基本工具/forum/attach...id=477281&stc=1三、绕线制作1、准备45厘米长3支1.0漆包线(加粗变硬可以用但很难绕) /forum/attach...id=477282&stc=12、用手电钻绕。
若手边没电钻可以用手绞吧/forum/attach...id=477283&stc=1上传的图像电钻绞合完成的线/forum/attach...id=477287&stc=1绞合密度/forum/attach...id=477288&stc=1透明热缩管32厘米/forum/attach...id=477289&stc=1套上热缩管,一端留4厘米/forum/attach...id=477290&stc=1上传的图像准备用热风枪紧缩管,也可用打火机处理/forum/attach...id=477293&stc=1热缩后的样子/forum/attach...id=477294&stc=1上传的图像以上就是准备好的绕线,下来开始正式在磁环上绕制四、绕制过程1、1:1巴伦原理图/forum/attach...id=477296&stc=12、一端留3厘米开始绕,如图3、均匀绕6圈/forum/attach...id=477300&stc=1 /forum/attach...id=477301&stc=1上传的图像按照原理图正确接线即可五、固定、装盒、密封1、打开开好安装孔的防水塑料盒子上传的图像3、安装并固定好的样子上传的图像4、密封。
传输线平衡器(巴伦)的原理、设计、制作及测试
巴伦传输线平衡器(巴伦)的原理、设计、制作及测试一、平衡器(巴伦)的由来平衡器即Balancing Device,其主要作用是完成由单端传输(如:同轴线、微带线等)变换为差分传输(如:半波振子天线,推挽电路等)之间的变换,又称为平衡-不平衡变换器即Balance-Unbalance,英文将其合并缩写成一个新词Balun,音译为巴伦。
以下文中所提到的平衡器、平衡-不平衡变换器、巴伦,都是指这一类器件。
巴伦在无线电中有着广泛的用途,由于其原理结构多种多样,并且可以互相组合,使得许多朋友在自制巴伦时有无从下手的感觉,哪种结构适合?如何选择材料?如何计算制作参数?如何衡量巴伦的性能?对于我们业余爱好者,主要就是用在天线的馈电和高频功放中,完成平衡-不平衡及阻抗变换的作用,工作在短波1.8MHZ~30MHZ,并要求取材和制作容易。
结合我对巴伦的认识理解,认为传输线结构的巴伦,更适合短波通信,其性能好、取材方便、制作容易,但其理论不易理解,造成很多朋友将其搞成了磁耦合变压器结构,出现频带窄、功率容量小、驻波不平坦的问题,结果当然达不到传输线变换器的效果。
下面就我个人对传输线变换器的粗浅理解,简单描述一下做巴伦的情况,如需要更深入的了解可以参考有关文献资料,有不当之处,还请各位前辈指正,谢谢!二、传输线平衡器(巴伦)的简单原理平衡器有很多种,按平衡条件可以分为四大类:扼流式(扼制不平衡电流)、对称式(对地阻抗平衡)、倒相式(电压倒相)、磁耦合式(电流共扼)。
我这里主要描述一下基于传输线变换器的平衡-不平衡变换,同时具备阻抗变换作用的巴伦,兼有扼流式和磁耦合式的特征。
传输线变换器的结构如上图,它是在高频磁环上缠绕一组或几组传输线,利用不同的连接方法来完成阻抗变换和平衡-不平衡变换作用。
能量从变换器的始端到终端是通过传输线的分布电容、分布电感以及电磁能量交换的形式来传送的,这和通常的绕匝变压器不同,它克服了绕匝变压器在高频时由于线圈的分布电容所带来的不利影响,改善了高频特性。
最新传输线巴伦的原理设计、制作及测试
传输线平衡器(巴伦)的原理、设计、制作及测试一、平衡器(巴伦)的由来平衡器即Balancing Device,其主要作用是完成由单端传输(如:同轴线、微带线等)变换为差分传输(如:半波振子天线,推挽电路等)之间的变换,又称为平衡-不平衡变换器即Balance-Unbalance,英文将其合并缩写成一个新词Balun,音译为巴伦。
以下文中所提到的平衡器、平衡-不平衡变换器、巴伦,都是指这一类器件。
巴伦在无线电中有着广泛的用途,由于其原理结构多种多样,并且可以互相组合,使得许多朋友在自制巴伦时有无从下手的感觉,哪种结构适合?如何选择材料?如何计算制作参数?如何衡量巴伦的性能?对于我们业余爱好者,主要就是用在天线的馈电和高频功放中,完成平衡-不平衡及阻抗变换的作用,工作在短波1.8MHZ~30MHZ,并要求取材和制作容易。
结合我对巴伦的认识理解,认为传输线结构的巴伦,更适合短波通信,其性能好、取材方便、制作容易,但其理论不易理解,造成很多朋友将其搞成了磁耦合变压器结构,出现频带窄、功率容量小、驻波不平坦的问题,结果当然达不到传输线变换器的效果。
下面就我个人对传输线变换器的粗浅理解,简单描述一下做巴伦的情况,如需要更深入的了解可以参考有关文献资料,有不当之处,还请各位前辈指正,谢谢!二、传输线平衡器(巴伦)的简单原理平衡器有很多种,按平衡条件可以分为四大类:扼流式(扼制不平衡电流)、对称式(对地阻抗平衡)、倒相式(电压倒相)、磁耦合式(电流共扼)。
我这里主要描述一下基于传输线变换器的平衡-不平衡变换,同时具备阻抗变换作用的巴伦,兼有扼流式和磁耦合式的特征。
传输线变换器的结构如上图,它是在高频磁环上缠绕一组或几组传输线,利用不同的连接方法来完成阻抗变换和平衡-不平衡变换作用。
能量从变换器的始端到终端是通过传输线的分布电容、分布电感以及电磁能量交换的形式来传送的,这和通常的绕匝变压器不同,它克服了绕匝变压器在高频时由于线圈的分布电容所带来的不利影响,改善了高频特性。
巴伦制作方法
巴伦制作方法巴伦是平衡不平衡转换器的英文音译,原理是按天线理论,偶极天线属平衡型天线,而同轴电缆属不平衡传输现,若将其直接连接,贝U同轴电缆的外皮就有咼频电流流过(按同轴电缆传输原理,咼频电流应在电缆内部流动,外皮是屏蔽层,是没有电流的),这样一来, 就会影响天线的辐射(可以想象成电缆的屏蔽层也参与了电波的辐射)因此,就要在天线和电缆之间加入平衡不平衡转换器,把流入电缆屏蔽层外部的电流扼制掉,也就是说把从振子流过电缆屏蔽层外皮的高频电流截断。
要达到这样的目的有很多种办法,一种是高频开路法,在电缆屏蔽层外皮四分之一波长处接一个四分之一波长的套筒(等于效四分之一波长的开路线),因四分之一波长开路线对该频率视为开路,达到截断高频电流的作用,这种办法,工作带宽窄,频率低时四分之一波长套筒就显得很长,适合大功率高频率使用。
另一种是抵消法,想办法使流入的电流大小相等方向相反而互相抵消,应用较多的用磁环三线绕的平衡不平衡转换器就属这种,这种频带较宽,使用但大功率时受磁环磁饱和的限制,适合低频率小功率使用。
再一种是变压器法,通过高频变压器实现平衡不平衡转换,原理就像推挽输出变压器一样,把双向平衡电流变换成但向不平衡电流。
变压器可采用磁心或空心绕成,适用大功率使用。
还有一种是抑制法,振子经过一高频扼流圈接电缆屏蔽层外皮,阻止高频电流流向电缆屏蔽层外皮,此法比较简单,就是把电缆绕十圈左右,绕在磁环上更好,空心也没关系,一般是频率低绕多几圈,频率高小绕几圈。
但抑制效果没有前述几种好,因此前面几种多用于专业应用,这种业余应用较多。
要记住的是我们只是截断屏蔽层外皮的高频电流,并不是截断流向屏蔽层的所有高频电流(要这样的话把振子和电缆皮断开就得了),高频电流是在屏蔽层的里面流的。
形象一点可以把电缆想象成水管,本来应该是水都在水管里流,如不加巴伦,水不单在水管里流,而且有一部分还流到管子的外皮。
巴伦的作用就是防止跑、冒、滴、漏,迫使水都在水管里流,难言之隐,一用了之!1:4巴伦制作空心巴伦比较容易做,40mn直径的PVC管上面双线并绕8圈wmuf MCfiR con.匚Np$CUE|EqUJHO QQZM3 mtJB-wax mflfflUl£33 Ufi3N ffifllinwaxU UU .MCflR. EDNT1E N (**)何磁环做的巴伦,这个图是 1:1的,4: 1用双线并绕,按上面的图接线即可。
巴伦的原理以及制作过程
常会有T V I、T E L-I等R F I。
会改变天线的驻波比。
由于馈线辐射的存在�接近接电台馈线的电视、电话等�质为三条辐射振子的辐射体。
这将会导致天线辐射图的改变�改变馈线的长度就明显劣化�但是馈线外层网线会有电流�馈线外层网线也参与辐射�形成一个实省去常见的倒V天线的巴仑�直接对天线馈电�虽然有时未必会造成驻波比的的谐振在目标频率上的倒V天线的阻抗调整�一般通过改变天线的夹角来实现。
巴仑来说�它只起到不平衡�>平衡变换的作用�它的阻抗比是1:1。
特定高度调整�地网和天线振子夹角的变化也能影响输入阻抗。
对于常见的倒V天线用的直极化的偶极天线等是平衡输入)一般不用巴仑�阻抗匹配主要通过匹配电路来常见电台输出常为不平衡型�常见垂直天线也为不平衡型�如R7000等(垂是防止跑、冒、滴、漏�迫使水都在水管里流�难言之隐�一用了之�不加巴伦�水不单在水管里流�而且有一部分还流到管子的外皮。
巴伦的作用就的里面流的。
形象一点可以把电缆想象成水管�本来应该是水都在水管里流�如所有高频电流�要这样的话把振子和电缆皮断开就得了��高频电流是在屏蔽层要记住的是我们只是截断屏蔽层外皮的高频电流�并不是截断流向屏蔽层的前述几种好�因此前面几种多用于专业应用�这种业余应用较多。
好�空心也没关系�一般是频率低绕多几圈�频率高小绕几圈。
但抑制效果没有流流向电缆屏蔽层外皮�此法比较简单�就是把电缆绕十圈左右�绕在磁环上更还有一种是抑制法�振子经过一高频扼流圈接电缆屏蔽层外皮�阻止高频电心绕成�适用大功率使用。
出变压器一样�把双向平衡电流变换成但向不平衡电流。
变压器可采用磁心或空再一种是变压器法�通过高频变压器实现平衡不平衡转换�原理就像推挽输率时受磁环磁饱和的限制�适合低频率小功率使用。
较多的用磁环三线绕的平衡不平衡转换器就属这种�这种频带较宽�使用但大功另一种是抵消法�想办法使流入的电流大小相等方向相反而互相抵消�应用长套筒就显得很长�适合大功率高频率使用。
巴伦设计知识
传输线平衡器(巴伦)的原理、设计、制作及测试BG1LQX/ceeliu/刘辉一、平衡器(巴伦)的由来平衡器即Balancing Device,其主要作用是完成由单端传输(如:同轴线、微带线等)变换为差分传输(如:半波振子天线,推挽电路等)之间的变换,又称为平衡-不平衡变换器即Balance-Unbalance,英文将其合并缩写成一个新词Balun,音译为巴伦。
以下文中所提到的平衡器、平衡-不平衡变换器、巴伦,都是指这一类器件。
巴伦在无线电中有着广泛的用途,由于其原理结构多种多样,并且可以互相组合,使得许多朋友在自制巴伦时有无从下手的感觉,哪种结构适合?如何选择材料?如何计算制作参数?如何衡量巴伦的性能?对于我们业余爱好者,主要就是用在天线的馈电和高频功放中,完成平衡-不平衡及阻抗变换的作用,工作在短波1.8MHZ~30MHZ,并要求取材和制作容易。
结合我对巴伦的认识理解,认为传输线结构的巴伦,更适合短波通信,其性能好、取材方便、制作容易,但其理论不易理解,造成很多朋友将其搞成了磁耦合变压器结构,出现频带窄、功率容量小、驻波不平坦的问题,结果当然达不到传输线变换器的效果。
下面就我个人对传输线变换器的粗浅理解,简单描述一下做巴伦的情况,如需要更深入的了解可以参考有关文献资料,有不当之处,还请各位前辈指正,谢谢!二、传输线平衡器(巴伦)的简单原理平衡器有很多种,按平衡条件可以分为四大类:扼流式(扼制不平衡电流)、对称式(对地阻抗平衡)、倒相式(电压倒相)、磁耦合式(电流共扼)。
我这里主要描述一下基于传输线变换器的平衡-不平衡变换,同时具备阻抗变换作用的巴伦,兼有扼流式和磁耦合式的特征。
传输线变换器的结构如上图,它是在高频磁环上缠绕一组或几组传输线,利用不同的连接方法来完成阻抗变换和平衡-不平衡变换作用。
能量从变换器的始端到终端是通过传输线的分布电容、分布电感以及电磁能量交换的形式来传送的,这和通常的绕匝变压器不同,它克服了绕匝变压器在高频时由于线圈的分布电容所带来的不利影响,改善了高频特性。
巴伦制作方法
巴伦制作方法磁环做的巴伦,这个图是1:1的,4:1用双线并绕,按上面的图接线即可。
磁环要用NXO-100或者小于100的,这样不容易出现饱和。
低导磁率的磁环电阻极大,可以简单用万用表分辨。
巴伦(BALUN)就是平衡不平衡转换器。
2、我们制作的天线,经常采用对称振子,是平衡的,而收发机的天线端口大多为不平衡式的,连接电缆也广泛地使用不平衡式,抗干扰很好的同轴电缆。
3、再就是不同的绕法可以提供不同的阻抗比,这就可以使那些不能和发射机取得匹配的天线更好地工作。
4、所以,我们业余无线电爱好者经常要用到巴伦。
5、下图(图1)为最常用的一种BALUN的的绕法。
6、磁环可以买导磁率100左右的。
磁芯的截面要足够大,避免出现大功率饱和,工作频率也要够。
7. 绕制磁环的线要选的和功率相配,不要太细,绝缘也要能承受高的电压。
8. 图一中绕在磁环上的是3条绝缘的拧在一起的铜线,其中:1和11,2和22,3和33各为一组的头尾。
9. 绕的时候要先在磁环上缠些绝缘胶带之类的,不要划伤线皮,线要绕的紧一些,如下图10. 图一是三线并绕6-7圈,阻抗比为1:1。
11. 图1中的接线:1号线接同轴线的芯,3号线接同轴线的皮(地),11号线和33号线接平衡的两振子。
12. 下图是4:1阻抗的绕法,用双线绞合,1和11,2和22各为一组。
1和22接平衡振子,选1或22的任意一条接同轴芯,2和11相连做地接同轴线的网。
1:1和1:4分别用在什么场合??1:1用于倒V天线其阻抗在50-75欧姆1:4用于水平偶级天线DP其阻抗在100-200欧姆使用的线材最好不是漆包,用PVC绝缘的。
制作巴伦的磁环应该怎么选?磁环应该选择高频的,导磁率(不要很高的)100比较合适!现在高频磁环比较难找。
过去大家都到北京协会总部去买,大约5元一只,不知现在还有没有。
也有的火腿使用一般磁环绕制,只要芯线绞的比较紧密也能用,但频率高、功率大时会发热。
MTV推荐的空心巴仑也是很好的解决办法-。
巴伦传输线平衡器巴伦的原理设计制作及测试平衡器巴伦
巴伦传输线平衡器巴伦的原理设计制作及测试平衡器巴伦巴伦传输线平衡器(Balun)是一种用于不平衡线和平衡线之间的信号转换的装置。
它能够将不平衡信号在输入端转换为平衡信号,并在输出端将平衡信号转换为不平衡信号。
巴伦广泛应用于通信系统、射频级电路、天线等领域,以提高信号传输的质量和效率。
巴伦的工作原理是基于亥姆霍兹定理,通过将两个互体缠绕的线圈(通常是一个同轴电缆和一个平衡线圈)作为巴伦的核心。
其中,不平衡信号通过同轴电缆输入,经过巴伦平衡器的平衡线圈,使其在输出端成为平衡信号。
平衡信号经过平衡线圈后,再经过同轴电缆输出为不平衡信号。
巴伦的设计制作涉及到三个主要方面:线圈的设计、平衡线圈与同轴电缆的连接和外壳的设计。
首先,线圈的设计应根据巴伦的应用需求和工作频率进行选择。
通常情况下,线圈的匝数越多,转换效果越好。
根据线圈的设计参数,可以计算得到线圈的物理尺寸和参数。
其次,平衡线圈与同轴电缆的连接需要确保有效的信号传输和接地。
一种常见的连接方式是使用滑动接点,使平衡线圈与同轴电缆的内导体相连,外导体则连接到地面上。
这种连接方式可以提供良好的传输和接地效果。
最后,外壳的设计需要考虑到巴伦的应用环境和保护要求。
通常情况下,巴伦的外壳应具备防水、防尘、抗干扰等功能。
外壳的材料应选择具备良好的绝缘性能和耐用性,如铝合金或塑料。
在制作巴伦时,需要通过实验测试来验证其性能。
测试时可以使用信号发生器输入不同频率的信号,然后通过巴伦进行信号转换,并使用示波器观察输出信号的波形和频谱。
测试结果应与设计要求相符,说明巴伦的性能良好。
总结来说,巴伦传输线平衡器是一种用于不平衡线和平衡线之间的信号转换装置。
它通过亥姆霍兹定理的原理,在输入端将不平衡信号转换为平衡信号,在输出端将平衡信号转换为不平衡信号。
巴伦的设计制作需要考虑线圈的设计、平衡线圈与同轴电缆的连接和外壳的设计。
通过实验测试,可以验证巴伦的性能是否符合设计要求。
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巴伦制作方法
巴伦是平衡不平衡转换器的英文音译,原理是按天线理论,偶极天线属平衡型天线,而同轴电缆属不平衡传输现,若将其直接连接,则同轴电缆的外皮就有高频电流流过(按同轴电缆传输原理,高频电流应在电缆内部流动,外皮是屏蔽层,是没有电流的),这样一来,就会影响天线的辐射(可以想象成电缆的屏蔽层也参与了电波的辐射)。
因此,就要在天线和电缆之间加入平衡不平衡转换器,把流入电缆屏蔽层外部的电流扼制掉,也就是说把从振子流过电缆屏蔽层外皮的高频电流截断。
要达到这样的目的有很多种办法,一种是高频开路法,在电缆屏蔽层外皮四分之一波长处接一个四分之一波长的套筒(等于效四分之一波长的开路线),因四分之一波长开路线对该频率视为开路,达到截断高频电流的作用,这种办法,工作带宽窄,频率低时四分之一波长套筒就显得很长,适合大功率高频率使用。
另一种是抵消法,想办法使流入的电流大小相等方向相反而互相抵消,应用较多的用磁环三线绕的平衡不平衡转换器就属这种,这种频带较宽,使用但大功率时受磁环磁饱和的限制,适合低频率小功率使用。
再一种是变压器法,通过高频变压器实现平衡不平衡转换,原理就像推挽输出变压器一样,把双向平衡电流变换成但向不平衡电流。
变压器可采用磁心或空心绕成,适用大功率使用。
还有一种是抑制法,振子经过一高频扼流圈接电缆屏蔽层外皮,阻止高频电流流向电缆屏蔽层外皮,此法比较简单,就是把电缆绕十圈左右,绕在磁环上更好,空心也没关系,一般是频率低绕多几圈,频率高小绕几圈。
但抑制效果没有前述几种好,因此前面几种多用于专业应用,这种业余应用较多。
要记住的是我们只是截断屏蔽层外皮的高频电流,并不是截断流向屏
蔽层的所有高频电流(要这样的话把振子和电缆皮断开就得了),高
频电流是在屏蔽层的里面流的。
形象一点可以把电缆想象成水管,本
来应该是水都在水管里流,如不加巴伦,水不单在水管里流,而且有
一部分还流到管子的外皮。
巴伦的作用就是防止跑、冒、滴、漏,迫
使水都在水管里流,难言之隐,一用了之!
1:4巴伦制作
空心巴伦比较容易做,40mm直径的PVC管上面双线并绕8圈
接线图:其他图纸:
磁环做的巴伦,这个图是1:1的,4:1用双线并绕,按上面的图接线即可。
磁环要用NXO-100或者小于100的,这样不容易出现饱和。
低导磁率的磁环电阻极大,可以简单用万用表分辨。
巴伦(BALUN)就是平衡不平衡转换器。
2、我们制作的天线,经常采用对称振子,是平衡的,而收发机的天线端口大多为不平衡式的,
连接电缆也广泛地使用不平衡式,抗干扰很好的同轴电缆。
3、再就是不同的绕法可以提供不同的阻抗比,这就可以使那些不能和发射机取得匹配的天线更
好地工作。
4、所以,我们业余无线电爱好者经常要用到巴伦。
5、下图(图1)为最常用的一种BALUN的的绕法。
6、磁环可以买导磁率100左右的。
磁芯的截面要足够大,避免出现大功率饱和,工作频率也要
够。
7. 绕制磁环的线要选的和功率相配,不要太细,绝缘也要能承受高的电压。
8. 图一中绕在磁环上的是3条绝缘的拧在一起的铜线,其中:1和11,2和22,3和33各为一
组的头尾。
9. 绕的时候要先在磁环上缠些绝缘胶带之类的,不要划伤线皮,线要绕的紧一些,如下图
10. 图一是三线并绕6-7圈,阻抗比为1:1。
11. 图1中的接线:1号线接同轴线的芯,3号线接同轴线的皮(地),11号线和33号线接平衡
的两振子。
12. 下图是4:1阻抗的绕法,用双线绞合,1和11,2和22各为一组。
1和22接平衡振子,选1或22的任意一条接同轴芯,2和11相连做地接同轴线的网。
1:1和1:4分别用在什么场合??
1:1用于倒V天线其阻抗在50-75欧姆
1:4用于水平偶级天线DP其阻抗在100-200欧姆使用的线材最好不是漆包,用PVC绝缘的。
制作巴伦的磁环应该怎么选?
磁环应该选择高频的,导磁率(不要很高的)100比较合适!现在高频磁环比较难找。
过去大家都到北京协会总部去买,大约5元一只,不知现在还有没有。
也有的火腿使用一般磁环绕制,只要芯线绞的比较紧密也能用,但频率高、功率大时会发热。
MTV 推荐的空心巴仑也是很好的解决办法-。
磁环是高频铁氧体,具有高导磁(u大)和低损耗的特点。
磁芯类型一般有NXO(镍锌铁氧体(g一般灰、棕色))和MXO(锰锌铁氧体(一般黑色))两系列)MXO通常用于频率较低的场合,当信号频率超过50MHz用NXO为宜。
大直径的高频磁环,用粗芯线也可以大功率到1000瓦以上!
广大无线电爱好者在制作巴伦,功率合成器(分配器)时经常在选择磁环,导线等问题大伤脑筋,且这些问题如果处理不当,必定效果不理想。
经常在频率上和网上听到或看到有人抱怨,加了巴伦还不如不加……为了解决这些问题,要从高频变压器问题解决。
本人根据一些资料,总结了一些关于传输线变压器的一些问题和大家共同探讨,有不当之处,请大家予以指正。
将高频传输线绕在具有高导磁率(u)低损耗的铁氧体磁环上就变成传输绝变压器,其电路从表面上看似乎与普通变压器没有多大差别,但实际上它们传递能量的方式是不相同的。
普通变压器信号电压加在初级绕组的1、2端,使初级线圈有电流流过,然后由此产生的磁力线在次级(3、4端)感应出相应的交变电压,能量就是这样由输入端传到负载。
而传榆线变压器的信号电压却加在1、3端,能量在两导线的介质间传播到负载。
传输线变压器能量传输原理如图l-a所示。
出于两根导线是紧靠绕在一起,所以导线任意点的线间电容都是很大的,而且在整个线长上是均匀分布的。
由于导线是绕在高u 磁芯上,故导线每一小段Δl的电感量是很大的,而且均匀分布在整个线段上。
这些电容和电感量通常叫分布参数,由线间电容和导线电感组成的电路叫分布参数电路,如图1-b所示。
因此,传输钱可以看成由许多电感、电容组成的耦合链,从而产生了新的传输能量的方式。
当信号电压U1加在图2的输入端(1、3端)时,出于传输线间电容较大,因此信源向电容C1充电,使C1贮能。
而C1又通过电感L1放电,使电感贮能.电能变为磁能。
然后,电感Ll又向电容C2充电,磁能又变成了电能。
如此循环不止,且把电磁能送到终端负载,最后被负载吸收。
如果忽略了导线的欧姆损耗及导线问的介质损耗则输出端能量将等于输入端的能量,也就是说,通过传输线变压器,负载可以取得信源供给的全
部能量。
因此,在传输线变压器中,线间的分布电容不但不会影响高频能量传输而且是电磁能转换必要条件。
由于电磁波主要是在导线间的介质中传播的,磁芯的铁磁损耗对信号传输的影响就大大减少,所以传输线变压器的最高工作频率就可以大大提高,这就构成了传输线变压器传递宽频带信号的可能。
传输线变压器的一个最基本构造单元是两条长度相等,且高频损耗很小的导线乎行并绕在磁环上(磁环是高频铁氧体),具有高导磁(u大)和低损耗的特点。
磁芯类型一般有NXO(镍锌铁氧体)和MXO(锰锌铁氧体两系列)MXO通常用于频率较低的场合,当信号频率超过50MHz用NXO为宜。
由传输线理论可知,当传输线阻抗Zc=,传输线处于无反射波的行波状态,能量全部送到负载。
例如:当Rs=12.5Ω,Rl=50Ω,则Zc=25Ω,也就是要选用25Ω得传输线。
当Rs=50Ω,Rl=50Ω,则Zc=50Ω,也就是要选用50Ω得传输线。
综上所述,传输线变压器的最重要的问题是传输线的的分布参数的均匀度和传输线的阻抗。
好多爱好者在业余条件都是用双绞或三绞和的漆包线绕制,这样不可避免的产生不均匀性和阻抗的不确定性,势必造成插入损耗增加,平衡恶化。
所以专业的传输线变压器一般使用同轴电缆绕制。
使用同轴电缆的好处是显而易见的,分布参数均匀,阻抗确定。
但使用同轴电缆也有一个缺点,就是普通的电缆一般较粗较硬,很难在磁环穿绕。
所以,一般使用的是聚四氟乙烯同轴电缆,四氟电缆的好处是,在很细的直径可以损耗很小的传递极大的功率。
且特征阻抗的规格较多,选择余地较大。
4:1巴伦
旧的巴伦做得不好,打算改造。
这是旧的巴伦,很粗糙,而且感觉效果不好。
于是拆了。
新绕的线圈翻过来看看
焊好的样子
还没做测试,有机会拉一条w3edp试试。
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