balun是“平衡-不平衡转换”首字母的缩写,功能就是进行平衡-不平衡转换的。
何谓平衡?何谓不平衡?简单地讲,平衡就是相对称(可按此法理解这个概念),不平衡就是不对称。
其实平衡的实质是相对于地是对称的,不平衡是对地不对称。对于同轴电缆的的屏蔽是接地的,芯是不接地的,因而相对于地是不对称的,对于双极天线,两臂相对于地是对称的。一般对于不平衡的情形,其形状也是不对称的,所以先从形状上看,就可初步判断是否平衡(不对称就是不平衡,对称就是平衡)。
如果直接将同轴馈线接到双极天线上(图1),会发生什么情况呢?
图1就是我们常说的双极天线直接接馈线,没有用巴伦(注:这种形式不推荐)。
不接巴伦就会造成馈线屏蔽层的外皮产生向下的电流(即图中的电流IC),有电流就会产生幅射,而且会造成电台带电,即使电台接地也解决不了电缆屏蔽层的幅射问题,就会产生电磁干扰。
电缆的屏蔽层是一个导体,为何又分成了内皮和外皮呢?见下图左蓝色箭头,蓝色箭头代表了电流方向,灰色是电缆屏蔽层,蓝色直线是在电缆屏蔽层导体表面流动的电流,那是因为高频电流有趋肤效应,也就是说高频电流会沿着导体的表层走,甚至还有个概念叫“皮肤深度”来描述这个表层有多厚。那么,电缆屏蔽层就被分成了内皮和外皮两个导体,内皮和外皮之间虽然也是金属,但没有电流通过,类似于绝缘了。内皮和外皮只有在电缆的两头的才”实际上“相连接,形成了一个通路,沿着电缆屏蔽层内层上去的电流,会经过馈点处并沿着外皮流下来,加巴伦就是为了阻止外皮上的电流(巴伦对于内皮及芯线上的那对大小相等方向相反的电流没影响)。
另外,需要清楚的一点是,在馈线里的电流(高频),只沿着芯的表层和屏蔽层的内皮流动,芯的表层的电流与屏蔽层的电流是方向相反而且大小相同,称为差模电流,这是有用的,也就是信号电流。
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