BalUn – woodoo nebo jen trocha fyziky ?
V poslednej dobe sa na trhu objavil rad rôznych typov anténnych systémov, pri ktorých výrobca uvádza používanie tzv. balunu na transformáciu impedancie na hodnotu impedancie koaxiálneho kábla. Napriek tomu, že je táto záležitosť známa, množí sa používanie tohto výrazu v úplne nesprávnom vzťahu k anténam, napájacím vedeniam atď. a preto bude dobré objasniť, čo je vlastne nutné si pod pojmom “balun” predstaviť.
Balun je člen, ktorého hlavnou úlohou je prevod signálu z podoby nesúmernej na súmernú (t. j. napríklad z koaxiálneho kábla k stredovo napájanému žiariču) alebo naopak. Toľko slova odbornej literatúry.
Okrem tejto činnosti môže pracovať aj ako transformátor impedancie. Tento môže byť konštruovaný v podobe lineárnej, čo predstavuje úsek vedenia, alebo vinuté tj vinutie na feromagnetickom jadre prípadne v prevedení bez jadra. Pre niektoré aplikácie ako napr. cellulárne systémy, ako teda už každého napadlo, sa význam balunu vzhľadom na typy antén trochu vytráca. Ak je s ním však napriek tomu počítané aj tu, bude jeho prevedenie nutne širokopásmové, pre pomery krajných kmitočtov až 1:100. Medze použiteľného pásma sú potom dané nárastom jalovej zložky prenosu a útlmu.
Straty v balune sú značne závislé na jeho prevedení. Správne navrhnutý balun na feritovom jadre môže mať straty iba niekoľko percent výkonu, a to vďaka tomu, že dĺžka vinutia vedenia bude nepatrná vzhľadom na vlnovú dĺžku.
Ako každý transformačný člen je možné balun zapojiť kamkoľvek, kde je to vhodné z hľadiska činnosti, konštrukcie či klimatickej ochrany. Ak je však anténa napájaná súmerným vedením (napr. dvojvodičom 300ohmov) a vysielač bude mať nesúmerný výstup, musíme zaradiť balun medzi vysielač a napájač. Je dôležité, aby na pripojenom vedení nedochádzalo k vysokému SWR. (viď. ďalej) Prívody resp. vedenie od vlastnej antény k balunu ( na kmitočtoch VHF / UHF resp. cellulárnych terminálov nepôjde o zanedbateľné zlomky vlnových dĺžok), sa riadi fyzikálnymi zákonmi diania na vedení. Pokiaľ na vedení nie sú stojaté vlny, dochádza k prenosu zakončujúceho vstupného odporu antény bez zmeny. Nedochádza teda ani k zmenám rezonančného kmitočtu antény a nemožno ani považovať také vedenie za súčasť antény. (balun 1:1) Ak je anténa rozladená tj nachádza sa mimo rezonancie, alebo existuje odchýlka v ohmickej zložke vstupného odporu, dochádza k vzniku stojatého vlnenia. (SWR) V tomto momente sa vedenie javí ako ladený transformačný prvok, ktorý môže (ale nemusí) jalovú zložku vstupnej impedancie antény preniesť ako jej väčšiu alebo menšiu časť, príp. môže vytvoriť svoju vlastnú. Vzhľadom na to, že táto jalová zložka je nevítaný prejav zlých pomerov medzi anténou a zdrojom energie, je nutné tomuto pokiaľ možno predchádzať, predovšetkým preto, že každé vedenie (aj naše s balunom), na ktorom sa vyskytuje SWR všeobecne ovplyvňuje rezonančný kmitočet celej sústavy antény s napájačom ! Každý balun teda nemusí (a mnohokrát ani nemôže) byť umiestnený bezprostredne pri vlastnom anténnom žiariči. Širokopásmový balun je možné konštruovať, ako už bolo povedané, buď s použitím magnetika, alebo bez neho. Vhodná magnetika sú však pre tieto pracovné kmitočty skôr výnimkou. Pred použitím magnetík v balunoch je preto nutné varovať. Nesprávne konštruovaný či použitý balun môže byť zdrojom ťažkostí, neprispôsobenia a rušenia TV. (a to už pri 2W výkone!) Magnetikum nám vždy obmedzuje výkon, ktorý je možné do antény priviesť. Príliš veľkým výkonom je možné magnetikum presýtiť, čo má za následok produkovanie nežiaducich harmonických parazitných kmitočtov, prehrievanie jadra a jeho možné zničenie. Je to spôsobené tzv. Curieovou teplotou, ktorej prekročenie má za následok nevratný prechod rôznych objemových častí jadra do paramagnetického stavu. Z dôvodu nízkej Curieho teploty, resp. jej nízke prípustné úrovne, nemožno feritové materiály v mnohých aplikáciách vôbec použiť.
Práškové materiály majú až 10x vyššiu prípustnú hodnotu sýtenia (výr. Indiana General, Amidon, Feroxcube, CalMex, USA) a sú tak lepším východiskom z problémov.
