PREGUNTAS FRECUENTES SOBRE BALUNs Y UNUNs

BALUNs

¿Qué es un BALUN?

Los balun (del inglés balanced/unbalanced) son dispositivos que sirven para adaptar líneas de transmisión no balanceadas a cargas balanceadas. Un caso típico es el de las antenas tipo dipolo alimentadas por un cable coaxial. Adicionalmente, los balun se pueden construir de manera que realicen una determinada transformación de impedancias entre su entrada y su salida. Por ejemplo, si nuestra línea de transmisión es un cable coaxial con 50 ohm de impedancia característica, un balun 4:1 nos servirá para realizar la adaptación con antenas que tengan una impedancia balanceada de aproximadamente 200 ohm.

  

¿Debo instalar un BALUN de corriente o un BALUN de tensión?

Con los balun de tensión se consigue equilibrar los dos voltajes en una balanceada, siendo iguales en magnitud y opuestos en fase. Esto ocurre con independencia del valor de la impedancia de carga. Con los balun de corriente lo que se consigue equilibrar son las corrientes en la antena balanceada, siendo iguales en magnitud y opuestas en fase, con independencia del valor de la impedancia de carga.

El campo magnético es proporcional a la corriente (no a la tensión), por lo que precisamos instalar un BALUN DE CORRIENTE para evitar las distorsiones en el diagrama de radiación de nuestra antena.

Asimismo, el retorno de RF por la cara externa de la malla del cable coaxial se eliminará con la instalación de un BALUN DE CORRIENTE.

Ejemplo: la mayoría de los BALUN 6:1 disponibles en el mercado son de tensión y este es el motivo por el que muchos colegas se quejan del retorno de RF en su estación cuando trabajan con antenas Windom. Dependiendo de la altura de esta antena, debe instalarse un BALUN 6:1 ó 4:1 DE CORRIENTE.

 
 

¿Cuáles son los beneficios de instalar un BALUN DE CORRIENTE?

1.Equilibrio de corrientes en ambas ramas de la antena.

2.Diagrama de radiación sin distorsiones.

3.Adaptación de impedancias entre la antena y el cable coaxial.

4.Eliminación del retorno de RF por la línea de alimentación, así como la posibilidad de que ésta radie parte de la energía, evitándose la consiguiente pérdida de eficiencia y las posibles perturbaciones en otros sistemas eléctricos circundantes.

 

¿Es mejor un BALUN con núcleo de aire, con barra de ferrita o con toroide de ferrita?

El mejor rendimiento posible siempre se obtiene con los BALUN fabricados con toroides de ferrita de las características adecuadas.

 
 

¿Sirve cualquier toroide para montar un BALUN?

No. Debe ser escogido con las características técnicas apropiadas para su utilización en radiocomunicaciones y siempre dependiendo de la banda de frecuencias de trabajo.

En concreto, nuestra aplicación en radioafición exige toroides de ferrita de baja permeabilidad inicial, alto rendimiento, bajas pérdidas y gran ancho de banda.

Los toroides de ferrita con alta permeabilidad inicial no son adecuados.

Los toroides de polvo de hierro no son adecuados.

Los toroides disponibles dentro de las fuentes de alimentación no son adecuados.

  

¿Es adecuado un transformador con primario y secundario como BALUN si elijo bien el toroide?

Si el transformador se va a utilizar en transmisión, entonces no es adecuado. Lo ideal es montar transformadores de línea de transmisión (Transmission Line Transformers, TLT).

Los adaptadores FCT (Flux Coupled Transformers) se utilizan para recepción (SWL). Al igual que en otras aplicaciones, es importante elegir bien la mezcla del material ferromagnético del toroide.

 

Si necesito montar un BALUN para QRO, ¿es mejor utilizar hilo de cobre de 2mm que hilo de 1,5mm?

No. El hilo de 1,5mm soporta bastante potencia de transmisión. El problema estriba en el aislamiento entre los conductores. Si en vez de poner hilo de cobre esmaltado de 1,5mm utilizo el de 2mm no estoy haciendo prácticamente nada. Con alta potencia obtendré arcos voltaicos entre los hilos con ambos diámetros, pues el esmalte no es suficiente como aislante.

  

Si quiero utilizar un BALUN para transmitir con 500 w en SSB, ¿puedo escoger un dispositivo donde el fabricante haya especificado una potencia máxima de transmisión de 500 w?

 Si el fabricante es fiable y el dispositivo se va a utilizar en condiciones de adaptación de impedancias, entonces lo puedo utilizar.

Las potencias máximas de trabajo de especifican en condiciones de adaptación. Si esta no se da, es preferible escoger un BALUN diseñado para una potencia superior, por ejemplo para 1 Kw.

Ejemplo:

* Voy a utilizar un dipolo acortado en la banda de 40m
* La impedancia de entrada de la antena no es de 50 ohm
* Quiero utilizar un máximo de 1000 w SSB

-->RECOMENDACIÓN: Probablemente la impedancia de la antena sea baja (en módulo), y el dipolo será reactivo. Lo mejor sería utilizar un BALUN 1:1 de corriente que soporte al menos 2 Kw en SSB.



UNUNs

¿Qué es es un UNUN?

Los unun (del inglés unbalanced/unbalanced) son dispositivos que sirven para adaptar líneas de transmisión no balanceadas a cargas no balanceadas. Un caso típico es el de las antenas de hilo largo alimentadas por un cable coaxial. En este caso, al igual que para los balun, el dispositivo unun se puede construir de manera que realice una determinada transformación de impedancias entre su entrada y su salida. Por ejemplo, si nuestra línea de transmisión es un cable coaxial con 50 ohm de impedancia característica, un unun 9:1 nos servirá para realizar la adaptación con antenas de hilo largo con una impedancia de aproximadamente 450 ohm.

  

Si quiero instalar una antena de hilo, ¿qué UNUN elijo?

Depende de la longitud del hilo y de las bandas de frecuencia en las que se quiera trabajar. Normalmente, para las bandas altas existen mejores antenas que un hilo para obtener un buen rendimiento. En cambio, en bandas bajas puede ser una buena opción.

Un hilo largo tiende a darnos impedancias altas, mientras que un hilo escaso suele dar impedancias más bajas. Esta afirmación hay que tomarla con precaución, puesto que la impedancia resultante depende de la frecuencia y de la toma de tierra que estemos utilizando.

Desde luego la típica utilización de hilos cortos en caña de pescar para la banda de 40m con UNUN 9:1 no es aconsejable, puesto que la impedancia resultante puede ser muy baja y, como consecuencia, que el acoplador utilizado no sea capaz de hacer su función. Es preferible bajar la relación de transformación del UNUN a 4:1 ó 2:1.

 

Ejemplo 1: Hilo de más de 20m para trabajar en las bandas de 40 y 80m

Recomendación: UNUN 9:1

Ejemplo 2: Hilo de menos de 12m para trabajar en la banda de 40m

Recomendación: UNUN 2:1
 

Una opción interesante es la del UNUN multimatch 9:1 y 4:1. Podemos utilizar la entrada de antena que más nos interese en nuestra instalación particular.

Cuando la impedancia de la antena se encuentra en el margen 50-150 ohm, la mejor opción es el UNUN 2:1. Nuestro tuner siempre va a acoplar.

  

Si quiero utilizar un UNUN 9:1 para transmitir con 800 w en SSB con mi hilo largo, ¿puedo escoger un dispositivo donde el fabricante haya especificado una potencia máxima de transmisión de 1000 w?

 Lo normal es que, si el hilo es realmente largo comparado con la longitud de onda de trabajo, la impedancia del hilo sea alta y sea adecuada la utilización del UNUN 9:1. No obstante, esta impedancia no suele coincidir con los 450 ohm deseados y, además, suele ser un valor complejo, es decir, la impedancia es reactiva (Z = R + j X). Esto conduce a una desadaptación en el punto de alimentación de la antena, por lo que nos conviene que el UNUN vaya holgado en lo que se refiere a especificación de máxima potencia de trabajo.

Además, la relación de transformación es elevada, lo que implica que, ante desadaptaciones de impedancia, el núcleo del toroide deba tolerar un mayor estrés.

La recomendación, por tanto, es utilizar un transformador del tipo UNUN 9:1 para un máximo de 2 Kw SSB.

 

FUENTE: 

EB4HRA BALUNS... Ingeniería made in Spain

www.eb4hra-baluns.blogspot.com

 

Repartidor de coaxiales para el cuarto de radio

Es habitual que en nuestras instalaciones contemos con varias antenas al tiempo que con varios equipos de radio. Si somos un poco dados a la experimentación, nos veremos intercambiando con frecuencia antenas y equipos, además de estar constantemente conectando instrumentos de medida a unos y otros.

Para facilitar toda esta tarea, resulta muy conveniente disponer de un pequeño repartidor de cables coaxiales en nuestro cuarto de radio/laboratorio. Este repartidor no es más ni menos que un punto fijo dónde realizar cómoda y rapidamente las interconexiones equipos-antenas.

La realización es muy sencilla y simplemente es cuestión de adaptarlo a nuestros requisitos mecánicos. Os presento uno como ejemplo:

En este caso contamos con dos cables de antena fijos en la parte inferior y en la parte superior se conectan los latiguillos que van a los equipos de radio. Adicionalmente hay un pasamuros H-H que puede utilizarse como comodín para una antena interior, para conectar una radio a un instrumento de medida, etc.

De este modo, cambiar una antena de un equipo a otro o al revés se convierte en una operación muy cómoda y sencilla que se realiza en cuestión de segundos. Es casi tan cómodo cómo utilizar un conmutador manual, más económico y mucho más flexible.

Naturalmente, lo lógico es situar el panel en un sitio bien accesible y etiquetar bien los cables para no volvernos locos.

 Materiales utilizados:

• Perfil de aluminio de los que venden en cualquier centro de bricolaje, las dimensiones irán en función del tipo de conector.
• Conectores Hembra para panel o pasamuros H-H. En principio prefiero los conectores directos para ahorrar un punto de transición, si bien los pasmuros también podrían utilizarse para cambiar el tipo de conector de un lado a otro.
  
• Conectores BNC: Son los conectores ideales para una instalación-laboratorio
• son muy sencillos de conectar y desconectar 
• perfectamente utilizables hasta frecuencias de GHz (si son de buena calidad) 
• fáciles de encontrar 
• relativamente económicos (según calidades)
• fáciles de hacer
• Cable RG-223 para latiguillos: Este cable tiene la misma atenuación que el RG-58, pero tiene doble malla lo cuál tiene dos ventajas: 
• mayor rigidez mecánica y por lo tanto resistencia a las conexiones/desconexiones
• mucho mejor apantallamiento, disminuyendo la posibilidad de acoplamientos entre la maraña de cables del cuarto de radio.

En resúmen, un elemento muy sencillo al tiempo que muy útil, sobre todo para los que estamos todo el día cacharreando.

Espero sea de interés.

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Soportes para antenas ventaneras / balconeras

En esta ocasión os presento un par de ideas para sujetar antenas en balcones o ventanas. Estos soportes en principio son ideales para antenas tipo "monopolo", aunque con un poco de imaginación también pueden aprovecharse para dipolos o loops.

1. SOPORTE ABATIBLE PARA VENTANA

La idea de este soporte es el disponer de un sistema permanente que nos permita montar antenas en cuestión de segundos y disponer de dos posiciones operativas:

a) PLEGADO: Para el reposo durante la mayor parte del tiempo, queda prácticamente invisible y con apenas estrés mecánico. La antena trabaja con rendimiento "disminuido" pero válido para RX y para caminos de TX no críticos.

b) DESPLEGADO: Para cuándo queramos maximizar la cobertura, la separación a la fachada es de 50 cm para minimizar el efecto. El desplegado se hace en cuestión de segundos y se fija con una "palomilla".

Construcción: con un perfil de aluminio bruto de los que venden en cualquier centro de bricolaje y una escuadra de las que venden para armar estructuras de madera. En el extremo lleva un conector SO-239 acodado de los que venden para montar en cohes, lo cuál permite el montaje directo de cualquier antena de móvil. El perfil está forrado con cinta aislante y el resto de elementos pintados de negro. Es muy importante que todo sea de color negro pues es el color que más se mimetiza a cierta distancia.

En estas fotos vemos a nuestra vieja conocida, la Nagoya NL-770R en las dos posiciones:

Evidentemente la antena funciona mejor con el brazo desplegado, no obstante, aun estando plegado, se puede hacer un uso bastante provechoso de la antena y quedando prácticamente invisible para vecinos y transeuntes.

 

2. SOPORTE DE MONOPOLOS PARA BALCÓN

En este caso se trata de un soporte adaptado para un balcón con barandilla cilíndrica. Para ello partimos de la base de un soporte de antena en forma de L (conocido de artículos anteriores) a cuál le acoplamos dos abrazaceras isofónicas del diámetro adecuado. Estas abrazaderas se compran en cualquier comercio de fontanería y tienen la particularidad de llevar una goma en el lado interior, que en nuestro caso viene muy bien para hacer "el agarre" de las piezas.

El acoplamiento se hace con tornillos de métrica 8, tuercas y arandelas.

Los dos taladros inferiores nos vienen al pelo para conectar radiales o a una tierra de oportunidad formada por el propio balcón. Lo más práctico es hacer estas conexiones con "palomillas" de manera que podamos conectar y desconectar rápidamente tierra y radiales según las necesidades de la antena que estemos utilizando.

En este caso el soporte se ha montado para que las antenas no sobresalgan del balcón, sin embargo el sistema permite cualquier inclinación con sólo aflojar 4 tornillos.

Y así, ya tenemos otro banco de pruebas para experimentar con nuevas y apasionantes antenas.

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Métodos para pasar un coaxial a través de una ventana

A pesar de que a los forofos de la "Radio al límite" lo que más nos gusta es estar constantemente experimentando con antenas discretas y compactas en los sitios más insospechados, hay que reconocer que es muy engorroso estar constantemente quitando y poniendo cables coaxiales para conectar nuestra antena experimental con los equipos de radio en el interior de la vivienda.

La ventana y el balcón son muchas veces nuestro banco de pruebas, sin embargo esto no es óbice para disponer de una o varias conexiones coaxiales permanentes, de modo que podamos ahorrar tiempo en nuestros montajes y sobre todo ganar en comodidad y rapidez.

Así pues, os presento dos métodos distintos para pasar coaxiales de forma discreta y haciendo un daño "mínimo" a la infraestructura doméstica (esto último siempre podrá ser discutido por nuestra contraparte...):

1. MÉTODO DEL CAJÓN DE LA PERSIANA

Se trata de pasar un coaxial no muy grueso (RG-58, Aircell-5 o similar) aprovechando la rendija por dónde se desliza la persiana y luego conducirlo al interior a través del cajón. Naturalmente, las posibilidades de este método dependerán del tipo de ventana y persiana que tengamos, sin embargo, creo que puede ser factible en la mayor parte de viviendas de construcción no muy antígua. Veamos un ejemplo:

a) Deslizamos el coaxial por la rendija (hay espacio suficiente para evitar el roce)

 b) Conducimos el coaxial a través del cajón de la persiana sujetándolo con soportes adhesivos para bridas

c) Damos salida al coaxial con un pequeño taladro lateral en el cajón de PVC

d) Finalmente bajamos el coaxial junto a la ventana con ayuda de una canaleta adhesiva

Y listo, detrás de las cortinas queda totalmente invisible y en caso de que algún día queramos desmontarlo, únicamente quedará un pequeño taladro lateral en el cajón que se puede tapar fácilmente con cinta aislante o algo similar.

2. MÉTODO DEL MICRO-TALADRO EN EL MARCO DE LA VENTANA

La técnica es evidente, se trata simple y llanamente de atravesar el marco de la ventana, pero claro, de una forma discreta y con mínimo impacto. En principio podría hacerse en cualquier tipo de ventana, pero hay que tener mucho cuidado con dónde se hace el taladro, pues tiene que ser un punto que no afecte a gomas, o mecanísmos y sobre todo que esté bien aislado del cristal, no sea que se rompa con la vibración del taladro.

La clave está en hacer un taladro de máximo 3 mm de diámetro. ¿Y qué coaxial pasamos por aquí? Pues RG-174 o RG-316, que tienen aproximadamente 2,5 mm de diámetro.

Este tipo de cable tiene bastante atenuación a partir de 30 MHz y la potencia máxima soportable es limitada y decreciente con la frecuencia, no obstante, esto no debe suponer un problema puesto que vamos a utilizar longitudes muy pequeñas:

• o bien un latiguillo de máximo 2 m para llegar hasta la radio en el interior 
• o bien un tramo de 20 cm con dos conectores justo a cada lado de la ventana

De entre los cables mencionados, prefiero el RG-316 porque aguanta algo más de potencia y tiene un pelín menos de atenuación, pero sobre todo porque es algo más fino y tiene una cubierta más rígida. En ebay se encuentran fácilmente latiguillos de muchas medidas terminados con todo tipo de conectores, de manera que sólo tendremos que cortar la longitud adecuada y hacer un conector.

http://www.ebay.es/itm/3feet-BNC-female-jack-to-SMA-male-plug-Pigtail-Jumper-cable-RG316-1m-/160967342771?pt=US_Radio_Comm_Coaxial_Cables_Connectors&hash=item257a66bab3 

Veamos un ejemplo:

a) Hacemos el micro-taladro y deslizamos al exterior el cable justo para terminar en un conector que hará de "toma universal". En el interior, dejamos 1,5 m de cable para conectar directamente a la radio cómodamente desde el sillón.

b) En el exterior, colocamos un conector hembra al que podremos enchufar manualmente varios latiguillos que terminarán en diferentes antenas. En este caso el cable también atraviesa la guía de la persiana, pero podría quedar perfectamente apoyado en la losa porque este cable resiste bien el peso de la persiana.

c) El conector BNC-H se ha sujetado al laterial con una pequeña "L" de aluminio fijada a su vez con dos tornillos rosca-chapa.

d) En el interior, detrás de las cortinas, nadie se percata de lo que tenemos instalado.

Vemos una vez más que con un poco de imaginación es posible hacer instalaciones discretas, funcionales y económicas.

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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.
Nota: para esta aplicación específica no son adecuados los toroides de polvo de hierro, por la baja reactancia de choque que se obtiene con los devanados.

Como conclusión, podemos decir que los balun/unun de mayor rendimiento son los construidos con toroide de ferrita (adecuado) y con devanados formando un TLT. Estas características debería proporcionarlas el fabricante del balun/unun en cuestión, para que podamos saber a priori si vamos a comprar un producto de calidad.

BALUN 1:1 de corriente (300 w PEP, 1-52 MHz)

 

A continuación se examinan otros factores importantes a la hora de seleccionar nuestro balun/unun:

Tipo de antena

Lo primero que nos condiciona a la hora de elegir el balun/unun es el tipo de antena que vamos a utilizar. En el caso de instalar una antena balanceada deberemos usar un BALUN. Para las antenas no balanceadas utilizaremos un UNUN.

Ejemplos de antenas balanceadas:

- Dipolos monobanda

- Dipolos multibanda

- Delta

- Quad

- Windom

- T2FD

- Yagi

- Logarítmico-periódicas

- Moxon

- Loop

Ejemplos de antenas no balanceadas:

- Monopolos con plano de tierra

- Hilos largos o escasos con plano de tierra

- Hilos en V o L invertida con plano de tierra

Importante: la simulación del plano de tierra mediante conexión con pica al suelo, con radiales, con malla metálica u otras contra-antenas da lugar a diferentes impedancias para un mismo sistema radiante.

Balun de corriente o de tensión

En todas las instalaciones en las que necesitemos un balun, elegiremos siempre un balun de CORRIENTE, pues se consigue equilibrar las corrientes en los ramales de la antena y eliminar (o minimizar) la corriente de retorno por la cara externa del cable coaxial de alimentación. Como el campo magnético es proporcional a la corriente, al tenerlas equilibradas (iguales en magnitud y opuestas en fase), el diagrama de radiación de la antena no sufrirá las distorsiones que provocan ese desequilibrio.

Por otra parte, la eliminación de la corriente de retorno de RF hará que el coaxial no radie. Esa radiación indeseada provoca también distorsiones en el diagrama de radiación, así como interferencias en los equipos eléctricos circundantes. Evitaremos también ciertos efectos no deseados en el transceptor.

BALUN 6:1 de corriente (2 Kw PEP, 1-52 MHz)

 

Impedancia y relación de transformación

La impedancia de nuestra antena depende fundamentalmente y, para una frecuencia determinada, del material con que esté construida, de su topología, de la altura respecto al suelo, del entorno y de la conductividad del terreno. Conocer dicha impedancia, al menos de manera aproximada, es un dato esencial para continuar con el proceso de elección del balun/unun.

En el caso de las antenas balanceadas, existe otro factor importante que nos determinará el valor de la impedancia y es su punto de alimentación. En efecto, una antena tipo dipolo no tiene la misma impedancia si es alimentada en su punto central (antenas simétricas) o si este punto se desplaza hacia uno de los dos ramales (antenas asimétricas, como es el caso de las antenas Windom). En el caso de las Delta ocurre algo similar: no se obtiene la misma impedancia si el punto de alimentación está en un vértice o si lo está en uno de los lados del triángulo.

Conocer el valor de la impedancia de la antena nos va a determinar cuál es la relación de transformación más adecuada para nuestro balun/unun. A veces este valor no es sencillo de determinar, ni siquiera aunque dispongamos de instrumental (analizador de antenas). Existen distintos motivos por los que esto último es así. Lo explicaré con dos ejemplos:

1)   Antena Delta instalada con un vértice superior (a 15m de altura) y dos vértices inferiores (ambos a la misma altura).

En este caso deberíamos instalar nuestro analizador en el vértice superior para averiguar el valor de impedancia en su punto de alimentación. Seguro que esto no es nada fácil…

Otra opción es conectar un cable coaxial en el vértice y medir en el otro extremo. En esta ocasión, si no utilizamos la longitud adecuada de coaxial nos llevaremos una sorpresa, ya que la distribución de corrientes y tensiones a lo largo del cable hará que no se reproduzca en el extremo donde vamos a medir la misma impedancia que existe en el punto de alimentación de la antena.

Por otra parte, en el caso de frecuencias de trabajo muy bajas, la longitud de cable coaxial a utilizar para reproducir la impedancia del punto de alimentación en el otro extremo puede ser bastante larga y que no dispongamos de ese cable (o que no queramos comprarlo únicamente para realizar la medida). Con este panorama, puede que nos quedemos sin saber cuál es el valor de la impedancia en el punto de alimentación.

2)     Antena de hilo para portable de 10m, montada en caña de pescar y con plano de  tierra simulado con pica en el suelo.

En este caso el punto de alimentación está accesible, sin embargo, la impedancia de la antena va a variar en gran medida dependiendo de la conductividad del terreno, por lo que instalaciones en distintos puntos darán distintas impedancias (los experimentos de campo en la banda de 40m confirman que puede variar desde 70 hasta más de 400 ohm). Una vez más nos quedamos sin saber el valor de la impedancia, pues es variable.

¿Qué podemos hacer?

En el caso de la Delta podríamos realizar una simulación con algún programa profesional de modelado de antenas para tener una idea aproximada de la impedancia que va a tener. Habitualmente la impedancia está en torno a los 110 ohm y es adecuado el BALUN DE CORRIENTE 2:1.

Para el hilo montado en la caña de pescar, salvo para montajes muy específicos (instalaciones fijas con impedancia conocida o acopladores en la base de la antena), utilizaremos el UNUN en la base y un acoplador en el lado del transceptor. Cuando usemos hilos escasos (7-12m), si vamos a utilizarlos en bandas bajas (como en 40m), sería recomendable usar el UNUN 2:1+acoplador. Si usamos, por ejemplo, el 9:1, nos podemos encontrar con que la antena tenga una impedancia baja (100 ohm) y que el UNUN nos la baje todavía más y nuestro acoplador no sea capaz de hacer su función (sobre todo los acopladores internos). En el caso de los hilos realmente largos, aun trabajando las bandas bajas, la impedancia que obtendremos será más alta que esos 100 ohm, por lo que se podría pensar en los UNUN 4:1 ó 9:1+acoplador.

Potencia máxima de trabajo

Habitualmente las especificaciones de los balun/unun sobre potencias máximas a utilizar se expresan haciendo referencia a la potencia de pico de la envolvente (PEP, en vatios). Esta es la potencia que podemos considerar máxima para transmisión en banda lateral única (SSB). Para utilización con modulaciones de portadora continua (CW, AM, FM) deberemos utilizar menos potencia, aproximadamente la mitad de la máxima potencia PEP indicada.

Hay que tener en cuenta que la potencia máxima utilizable se debe considerar en condiciones de adaptación de impedancias entre la antena y el cable coaxial. Por ejemplo, un dipolo monobanda en V invertida para la banda de 40m, si está bien ajustado, puede tener una resistencia de aproximadamente 50 ohm y muy baja reactancia. En estas condiciones podemos transmitir con la potencia máxima especificada usando un balun 1:1 de corriente. Sin embargo, la utilización de ese dipolo en otras bandas (con acoplador), puede generar altas tensiones en el punto de alimentación. Para estas situaciones debemos optar por reducir la potencia de transmisión, o bien, utilizar un balun 1:1 que pueda soportar más potencia de la que teníamos pensado transmitir.

Importante: los balun 1:1 NO deben ser usados con dipolos de media longitud de onda alimentados con coaxial en su punto central trabajando en el SEGUNDO ARMÓNICO de la frecuencia fundamental. La impedancia en el punto de alimentación puede incluso superar los 10.000 ohms, generándose muy altas tensiones que podrían superar la tensión de ruptura entre espiras o excesiva disipación de calor en el material ferromagnético. En el ejemplo anterior, si el dipolo fuera utilizado en la banda de 20m tendríamos la situación descrita de operación en el segundo armónico. Debe evitarse este tipo de uso.

UNUN 9:1 (2 Kw PEP, 1-30 MHz)

Ajuste de la antena

Este es un aspecto muy importante de la instalación, directamente asociado con la relación de transformación necesaria para el balun/unun. La lógica nos dice que, conocidas la impedancia de la antena y del cable coaxial, ya podemos deducir la relación de transformación que necesitamos para nuestro balun/unun. Este valor será orientativo, pues en la práctica la impedancia de la antena variará respecto al valor teórico en condiciones de espacio libre.

En efecto, la impedancia de la antena, ya instalada, puede ser parecida a la teórica, pero no será la misma: la resistencia puede variar e incluso aparecer cierta reactancia que no habíamos contemplado. Esto es así porque el entorno y la altura respecto al suelo van a influir decisivamente en el valor de la impedancia. En el caso de las antenas no balanceadas el tipo de tierra o contra-antena utilizada determinará en gran medida el valor de dicha impedancia.

Por este motivo, aunque seleccionemos nuestro balun/unun con la relación de transformación adecuada, debemos realizar un ajuste de la antena, que puede conllevar cambios en la longitud de la misma, en su altura, en el ángulo entre ramales (si es un dipolo), en el punto de alimentación, etc. El ajuste nos dejará la instalación en condiciones de trabajo óptimas.

Tabla orientativa

Teniendo en cuenta todo lo anterior y las medidas de campo realizadas en distintas instalaciones, sugiero los siguientes balun/unun para los ejemplos de antenas que se relacionan en la siguiente tabla:

ANTENA	BALUN/UNUN	COMENTARIOS
DIPOLO MONOBANDA en V invertida (alimentación centrada)	BALUN 1:1 DE CORRIENTE	El ajuste del ángulo entre los ramales permite obtener un mínimo para la curva de ROE en función de la frecuencia.
DIPOLO MULTIBANDA con bobinas trampa (alimentación centrada)	BALUN 1:1 DE CORRIENTE	La antena instalada debe tener una impedancia próxima a los 50 ohm resistivos en todas las bandas de trabajo para su utilización sin acoplador.
Antena DELTA con vértice superior y dos vértices inferiores (alimentación en el vértice superior)	BALUN 2:1 DE CORRIENTE	La antena puede instalarse en posición vertical o con cierta inclinación respecto al eje vertical.
Antena de CUADRO en posición vertical (alimentación en el centro del lado inferior; los cuatro lados iguales)	BALUN 2:1 DE CORRIENTE	Si la antena en realidad es un rectángulo, la impedancia será mayor. Puede ser necesario el BALUN 4:1 de CORRIENTE.
Antena WINDOM	BALUN 6:1 DE CORRIENTE	La impedancia teórica de la antena es de 300 ohm. No obstante, si está instalada a baja altura será inferior. Se recomienda un balun 6:1 de corriente que tolere variaciones en la impedancia: VER VIDEO .
Antena YAGI	CHOKE/BALUN 1:1 DE CORRIENTE	Los modelos clásicos de antenas Yagi tienen una impedancia inferior a 50 ohm. El choke se instala entre el sistema de adaptación y el cable coaxial, para equilibrar las corrientes de los ramales del elemento excitado. Si la antena ha sido diseñada con una impedancia de 50 ohm no existirá el sistema de adaptación y únicamente se instalará el choke.
Antena MOXON	CHOKE/BALUN 1:1 DE CORRIENTE	Esta antena tiene una impedancia de entrada de 50 ohm. Se instala el choke en el punto de alimentación.
LOOP de longitud aleatoria	CHOKE/BALUN 1:1 DE CORRIENTE	Se escogerá el choke con la suficiente potencia PEP como para tolerar tensiones apreciables en el punto de alimentación. Deberá utilizarse acoplador.
Monopolo vertical de 10m con pica en el suelo (por ejemplo un hilo en caña de pescar)	UNUN 2:1	La impedancia dependerá de la frecuencia de trabajo, pero tendrá gran influencia la conductividad del terreno. Si se pretende utilizar la banda de 40m, se recomienda el UNUN 2:1+acoplador.
Antena de hilo largo con toma de tierra	UNUN 4:1 ó 9:1	La impedancia dependerá de la frecuencia de trabajo, pero tendrá gran influencia la tierra o contra-antena utilizada. Salvo para alguna banda específica, en el resto deberá utilizarse acoplador.

BALUN 2:1 de corriente
(2 Kw PEP, 1-40 MHz)

  

  BALUN 1:1 de corriente
(4 Kw PEP, 1-52 MHz)

Si quieres saber más sobre estos dispositivos o si necesitas uno con calidad profesional, visita esta página:

www.eb4hra-baluns.blogspot.com

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Alberto - EB4HRA

11-07-2013