CÓMO ELEGIR UN BALUN/UNUN

Es aconsejable montar en nuestras instalaciones de antenas un balun/unun adecuado en el punto de alimentación que nos permita, por una parte disponer de una buena adaptación entre el cable coaxial y la antena (balanceado/no balanceado o no balanceado/no balanceado), y por otra conseguir la mejor relación de transformación de impedancias posible.

Antes de pasar a analizar los distintos factores que nos determinarán la elección de nuestro balun/unun, me gustaría comentar tres aspectos esenciales:

1) Los balun/unun que proporcionan el mejor rendimiento son los basados en transformadores TLT (Transmission Line Transformers), a diferencia de los clásicos transformadores con devanado primario y secundario, o FCT (Flux Coupled Trasformers). En éstos últimos, las pérdidas de energía por acoplamiento de flujo magnético son muy superiores a las de los transformadores TLT.

2) Los balun/unun que proporcionan el mejor rendimiento son aquellos diseñados con núcleo toroidal de ferrita. Otros dispositivos construidos con barras de ferrita, núcleo de aire o ferritas rodeando los cables coaxiales no alcanzan la eficiencia óptima. Por un lado, las pérdidas de inserción son inferiores con los toroides de ferrita; y por otro, la reactancia de choque necesaria también es superior con los toroides de ferrita.

3) El toroide de ferrita utilizado debe reunir una serie de características que lo hagan adecuado para la aplicación que nos ocupa y en la gama de frecuencias en la que vamos a trabajar: permeabilidad magnética, densidad de flujo máxima, factor de pérdidas, etc.

BALUN 9:1 - Para Antena de HILO LARGO

Aquí les doy una idea general del uso de balunes, termino que escuchamos hablar y siempre tuvimos muchas respuestas con algunos interrogantes. Primeramente debo decir que balun proviene del término «BALanced UNbalanced», esto quiere significar que, la entrada balanceada conectada al primario es la antena y el secundario desbalanceado es la línea al receptor.

Una antena de hilo largo o una beverage tienen una impedancia característica alta. Aunque la impedancia cambia con la frecuencia sintonizada, es típicamente aproximada entre 400 y 500 ohm. Entretanto, la impedancia de entrada en receptores de onda corta es de 50 ohm. Usualmente conectamos un hilo largo a este conector que indudablemente funcionará, pero debido a la desigualdad de impedancias entre la antena y el receptor, no toda la señal se transferirá al receptor y perderemos calidad en la sintonía.

El balun cumple esta función! o sea, supera esta desigualdad y mejora el traslado de señal al receptor además que por tratarse de un transformador de inducción suprime los ruidos molestos por descargas atmosféricas, etc. Otra de las ventajas es que las antenas de hilo largo y beverages son antenas direccionales y colocando ahora un cable coaxial directamente en la antena a través del balun se reducen bastante los ruidos.

Este diseño de balun ofrece además una protección adicional a los circuitos de entrada de los receptores portátiles que cuentan en su mayoría con sensibles transistores FET de efecto de campo que suelen quemarse si la señal es muy fuerte o cuando existen descargas estáticas, dado que se conecta el balun a tierra trasladando esta al receptor portátil (que en su mayoría no vienen provistos de esta conexión) obteniendo así además una disminución de los ruidos molestos.

Seguidamente se ofrece el diagrama de conexiones y detalles para construir este balun que es similar a los que venden fabricantes de prestigio en los Estados Unidos y por un precio bastante caro. Una vez construido colocarlo cerca del extremo de la entena y fijarlo como ustedes dispongan.

Materiales:
Toroide de aproximadamente 13 mm. de diámetro (es como un carboncito en forma de anillo) o más.
Alambre de cobre esmaltado de 0.3 mm2 (2,10 metros de longitud aproximadamente).
Conector tipo PL259 hembra.
Mariposas aceradas para usar de terminales u otro dispositivo que ustedes tengan (tornillos acerados, etc.).
Caja plástica a la que una vez terminado el balun la sellaremos a fin de evitar el ingreso de agua y humedad.
Procedimiento:

Tomar el alambre de cobre y cortarlo en 3 partes iguales, seguidamente colocar en una punta y la otra un papel identificando cada alambre. Por ejemplo identificar con la letra A en una punta y A en la otra; y así sucesivamente, luego trenzar uniformemente los 3 cables a fin de que al arrollar en el toroide lo hagamos como sí fuera uno solo; arrollamos 14 vueltas del alambre trenzado. Fijar el toroide en el fondo de la caja con algún pegamento epoxi. Para más detalles vean el dibujo.

BALUN 1:2 CON NÚCLEO DE AIRE

Balun 1:2 con núcleo de aire de 25 ohm balanceado a 50 Homs desbalanceado

CHOQUES de RF.

Bobinas de RF,  Choques de RF,  RF isolator, como Ud. quiera.

Cuando tenemos un equipo electrónico, generalmente si es de buena calidad, al ver su circuito interior, observamos que generalmente tiene unas bobinas de filtro, para eliminar posibles interferencias que hagan que el circuito electrónico deje de responder, o quede temporalmente fuera de servicio. Nosotros como radioaficionados, al tener intriga por el funcionamiento de equipos electrónicos, tenemos «esa cosquillita», que nos permite tener una idea de lo que está ocurriendo, y en efecto, si deja de funcionar, lo reiniciamos y la vida continúa. Pero… qué tal si esto le pasa al vecino? Y peor, por culpa de nuestras antenas. A veces los equipos electrónicos, tales como routers, decodificadores HD, LCD son de muy mala calidad, y por cuestiones de costo ahorran en estos filtros, entonces estos equipos están susceptibles a recibir interferencias.

Innegablemente este artículo está relacionado con el funcionamiento del balun, que además de estar pensado para acoplar distintas impedancias a un conductor coaxial de 50ohm, evita que por el exterior de la malla del cable coaxial. Estas últimas son las que causan las interferencias hacia nuestros equipos.

¿Cómo se construyen?

Balun de voltaje o corriente

 El llamado balun en vivo utiliza un transformador.

La trenza central y la interior llevan una corriente que pasa por el devanado izquierdo, generando un campo electromagnético en el núcleo. 

Esto genera una corriente equivalente en el devanado derecho, que pereció solo tiene las ramas del dipolo para actuar.

Los autotransformadores también pertenecen a la misma familia, que tienen devanados que no están separados en CC pero que tienen el mismo funcionamiento en CA que el transformador mencionado anteriormente.

Al variar la relación entre el número de devanados en los dos lados, este dispositivo también puede realizar la función de transformador de impedancia además de la de balun.

Balun actual, 12 vueltas de RG-400 en toroides 2x240-52

Los baluns de corriente también se llaman choque, que en inglés significa "acelerador": de hecho, operan "estrangulando" el paso a las corrientes externas al cable coaxial.

 

¿QUÉ HACE EL BALUN?

Sencillamente acoplar un elemento simétrico como es la antena, a un elemento asimétrico como es la bajada del cable para adaptarse asimismo al equipo de radio. (Esto no sería de aplicación para bajadas de tipo escalerilla, por tanto, aquí el balun no es necesario aunque podría ser beneficioso utilizarlo.

El balun nos proporciona una serie de ventajas frente al sistema de unir directamente el cable a la antena; casi puede decirse que es imprescindible para obtener un buen rendimiento con la menor pérdida. Llegados a este punto podemos resumir cuales son las ventajas del balun:

Evita radiaciones indeseadas del cable, pudiendo evitar interferencias TVs. Sustituye al típico aislador central, mejora la directividad de una antena direccional y su relación de rechazo frente/espalda, disminuye la captación de señales no deseadas y mejora el audio.

Reduce la relación de ondas estacionarias de la línea y protege al equipo de cargas estáticas de tipo atmosférico dado su derivación con tierra.

BALUN 1:1 CON CABLE COAXIAL

Si hay un balun que sea eficaz y no dé problemas de avería, sin duda es el que presento aquí.

Balun con relación 1:1 con un rango de aplicación de 1,8 a 30 Mhz con cable coaxial RG-58 C/U y como núcleo, un tubo de PVC de 110 mm de diámetro, con total de 11 vueltas y 1/4, y una longitud total de coaxial de 4.064 mm.

Se le practican al tubo dos taladros del mismo diámetro que el cable coaxial, al principio y al final de las vueltas para introducir los extremos por ellos, de esta manera no es necesario embridar por el exterior.

IMPORTANTE.- El diámetro del tubo no es crítico, si es importante la longitud del cable. 

El plano y las fotos lo dicen todo.

Balun 4 : 1 núcleo de aire de 50 ohms a 200 ohms

Ideal para antenas de onda completa

DIAGRAMA PARA CONSTRUIR BALUN 4:1 NUCLEO DE AIRE DE 200 OHMS A 50 OHMS

BALUN AL AIRE RELACIÓN 1:1

Construcción de un balun al aire para un rango de frecuencias entre 3,5 y 30 Mhz.

El balun es un accesorio destinado a acoplar un sistema radiante simétrico, como es un dipolo, con un sistema asimétrico como es el cable coaxial. Este balun está construido en relación 1:1.
Sobre un núcleo en tubo de PVC de 25 mm de diámetro se construye una bobina trifilar de 12 espiras con hilo de cobre esmaltado de 2 mm de diámetro en la forma y modo en que se presenta en el dibujo.

Es importante observar, en la foto del balun, las conexiones de cada bobina y para mayor claridad he preferido dar a cada bobina un color diferente.
En el esquema se aprecian las conexiones y puentes de cada una de las bobinas.

Balun de voltaje 1: 1 para dipolos de alambre HF

Fuente: https://m0ukd.com/homebrew/baluns-and-ununs/11-voltage-balun-for-hf-wire-dipoles/

Aquí hay un bonito balun de 50 ohmios 1: 1 para usar en dipolos de alambre horizontales de alta frecuencia. Utiliza una varilla de ferrita de radio AM, con 3 × 14 vueltas de alambre. 10-14 vueltas deberían ser buenas para 2-30MHz. Usé alambre de cobre esmaltado 18SWG. Todo cabe en una pequeña caja de proyectos. Ideal para configurar un portátil. Para 20 metros, comencé con 6 metros de cable por elemento y recorté cada uno hasta que tuviera una ROE mínima. Logré obtener una ROE de 1: 1.1 en mi frecuencia deseada. El ancho de banda de la frecuencia resonante es de aproximadamente 200 KHz de cualquier manera, cualquier más necesita una ATU. El cable y el núcleo de ferrita que ya tenía, la caja, los enchufes terminales y SO-239 costaban alrededor de £ 6. El balun también se puede construir sobre un toroide de ferrita como un FT140-43 o FT240-43.

Balun de voltaje de varilla de ferrita 1: 1

El ancho de banda puede aumentarse mediante un mayor espacio entre cada giro trifilar. No tenía espacio en esta pequeña varilla de ferrita, pero funciona bien.

Diagrama esquemático

Esto está conectado a mi dipolo loft

Choke RF

Fuente: EA7EER

En muchos de los esquemas que aparecen en mi blog menciono la instalación de choke de RF, en este post os he buscado como fabricarlo dependiendo si es multibanda o monobanda y el rango de frecuencias.

Su construcción es muy sencilla, es un arrollamiento de cable coaxial con el numero de vueltas que aparece en el esquema, con un diámetro entre 15 a 25 cm (no es muy crítico).