天线理论基础（七）--巴伦（Balun）

如下图，同轴线连接的偶极天线。

为了使偶极子天线正常工作，偶极子两臂上的电流大小应该相等。

然而，当同轴电缆直接连接到偶极天线时，电流不一定相等。

同轴电缆连接到偶极子时会发生什么？

中心导体（同轴电缆的红色/粉红色中心芯，标记为IA）上的电流没有其他地方可去，因此必须沿着连接到它的偶极臂流动。

但，沿着外导体（IB）内侧流动的电流有两个选择：它可以沿着偶极天线向下流动，也可以沿着同轴电缆（图1中标记为IC）外导体的反向（外侧）向下流动。

理想情况下，电流IC应为零。在这种情况下，沿着连接到同轴电缆外导体的偶极臂的电流将等于另一个偶极臂上的电流——这是一种理想的天线特性。因为偶极子希望沿其臂的电流相等或平衡，所以它是平衡部分。

然而，同轴电缆不一定能做到这一点——一些电流可能会沿着外同轴电缆的外侧流动，导致不平衡运行——这就是不平衡部分。

这个问题的解决方案都必须要balun转换器。balun转换器迫使不平衡的传输线正确地馈送平衡的组件。这通过以某种方式强制IC为零来实现——这通常被称为扼流或电流扼流。

巴伦的几种结构类型：

1. 传输线变压器型（Transformer Balun）

2. LC型（Lumped Balun）

3. 同轴线型（Quarterwave Coaxial Balun）

4. 微带型（Microstrip Balun）

1、套筒巴伦（袖巴伦）

在末端短路绿色套筒充当传输线。根据高斯定律，套筒外臂内侧的电流（绿线）必须与同轴电缆外侧的电流（灰线）相反，这是（基本）正确的。因此，当前的IC实际上看到了一条短路的传输线。如果将套筒的长度L选择为四分之一波长（在所需的工作频率下），则当前IC看到的阻抗是无限的（这是短路四分之一波传输线的原理-有关传输线理论的简要介绍，请参阅以往文章关于阻抗的部分）。

2、折叠巴伦

从同轴电缆的中心臂吸收抵消电流，从而抵消任何 沿着同轴电缆的外套管行进 - 从而消除了不平衡情况。

3、锥形巴伦

这个结构很容易理解 - 它逐渐改变不平衡传输线到平衡线的形状。

4、无限巴伦

这个想法是利用在同轴电缆外部流动的电流作为天线的一部分。在这种情况下，根本不需要阻断电流。只需要保持一致希望电流在天线上流动的电缆。

这个平衡，可能很难完全理解。然而，只要记住balun转换器迫使不平衡线路产生平衡操作就足够了，无视它们是固有的不对称性。