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Balun fuer KW-Dipol

Balun 1:1 für die unteren KW-Bänder.


Ein Dipol hat einen Speisepunktwiderstand von ca. 50 Ohm. Man könnte also ein unsymmetrisches 50-Ohm Koaxkabel direkt anschließen. Der Dipol ist allerdings symmetrisch.  Die Folge ist einmal, dass die Abstrahlrichtung etwas schielen würde, was aber im KW-Bereich  rel. unwichtig sein dürfte. Ein anderer Effekt ist deutlich gravierender.
Auf dem unsymmetrischen Koax-Kabel würden sich Mantelwellen bilden, die dazu führen, dass  a) das Kabel HF abstrahlen würde, was bedeutet, dass die Abstrahlung in der Regel im Haus erfolgen würde (TVI / BCI) und  b) gewisse Verluste entstehen würden (man spricht von einigen dB).  Um dies zu vermeiden speist man über einen BalUn ein.  Das war kein Druckfehler!  BalUn bedeutet: ein Umsetzer von BALanciertem zu UNbalanciertem Signal.

Soviel zu den Grundlagen.

 

Einen kommerziellen Balun zu kaufen, ist mir zu langweilig. Viel interessanter ist es, einen selbst gebauten zu verwenden. Man hört immer wieder von Problemen mit diesen Dingern, sogar mit den kommerziellen!  Also befasste ich mich etwas näher mit dem Aufbau und der Funktion eines Baluns. 




Im Prinzip ist er ja nichts weiter als ein Trafo....dachte ich.
Der erste Versuch bestand aus 2x12 Windungen eines 1,5 mm² isolierten Drahtes (NYM o.ä.). Die 2 Drähte müssen beim Wickeln eng beieinander liegen.  Als Kern verwendete ich einen Amidon-Ringkern  T200-2 . Dieser lässt sich bis 1 Kilowatt belasten. Für meinen Bedarf unnötig groß, aber 1.) ist er nicht viel teurer als ein kleinerer Kern und 2.)  ist hier zum Wickeln mehr Platz. Die eine Wicklung wird am Koaxkabel angeschlossen und die andere an einem 50-Ohm-Widerstand. Letztere bekommt in der Mitte eine Anzapfung, an die die Erdleitung angeschlossen werden kann. Die Symmetrie oder die Anpassung ändern sich dadurch nicht. Später wird an Stelle des Widerstands die symmetrische Antenne angeschlossen.


Ergebnis:

Die Durchgangs-Dämpfung lag zwischen 0,5 und 15 MHz um ca. 1 dB. Das wäre akzeptabel. Als ich die Stehwelle messen wollte, wurde ich überrascht!  Zwischen 80m und 40m war der Wert erträglich (unter 2 ) aber bei 160m und 20m stieg die Anzeige auf über 3. Die Impedanz war auf den unteren Frequenzen zu niedrig und auf den höheren Frequenzen zu hoch. Es trat also eine Art Impedanzwandlung auf, welche aber nicht gewollt war.
Neuer Versuch:

Bei kleinen Ringkern-Übertragern hat es sich bewährt, die Drähte vorher zu verdrillen. Ob dies mit so dicken Drähten auch möglich ist?  ...es geht ! Für diesen Versuch nahm ich Lackisolierten Draht mit 1,2 mm Durchmesser.  Zwei Stücke mit je 1 Meter wurden an den Enden verlötet, damit sie beim Drillen nicht verrutschen. Das eine Ende wird in das Futter der Bohrmaschine gespannt und das andere in den Schraubstock. Die Maschine lässt man so lange drehen (dabei den Draht straff halten!) bis ca. 15 Windungen auf 10 cm entstanden sind .
Der Ringkern wird mit PTFE- (Teflon) Band umwickelt. Es entsteht dadurch eine zusätzliche Isolierung zwischen Draht und Kern und außerdem gleitet dadurch der verdrillte Draht viel besser und lässt sich viel leichter auf dem Kern straff ziehen, ohne seine Isolierung anzukratzen. Vorsicht! Eisenpulverkerne sind brüchig wie Glas!     

 
Dieses Mal brachte ich 18 Windungen auf. Die Windung, welche an die symmetrische Antenne soll, bekommt auch eine Mittelanzapfung (mit Ohmmeter richtige Windung suchen), aber ohne die dünne Lack-Isolierung der zweiten Windung zu beschädigen. Trotz dieser Vorsicht würde ich diese Wicklung später nicht mit über 200 Watt belasten (Spannung), obwohl der Kern und der Draht  500 Watt leicht verkraften würden. Wie beim ersten Versuch wird zum Messen anstelle der Antenne ein 50-Ohm-Widerstand angelötet.

Das Ergebnis war eine positive Überraschung!

 

Die Durchgangsdämpfung war von 160m bis 20m  unter 0,3 dB! Unter 5 MHz  kaum messbar!  Das Stehwellenverhältnis war zwischen 160m und 20m unter 1,2   und zwischen 80m und 40m unter 1,1 !

Besser braucht ein Balun wohl kaum sein!

 

Da diese Aufbauweise so ein gutes Ergebnis brachte, verzichte ich auf weitere Versuche mit anderen Wickeltechniken. Ein Nachbau dürfte bei einigermaßen handwerklichem Geschick das gleiche Ergebnis bringen, insbesondere, da der verwendete Ringkern leicht zu beschaffen ist. Das PTFE-Band gibt es im Baumarkt (Dichtungsband für Wasserleitungen). Der Kupferlackdraht sollte nicht schon dreimal woanders aufgewickelt gewesen sein, da durch das mehrmalige Glattziehen die Lackisolierung beschädigt wird und die Spannungsfestigkeit der Balun-Wicklung deutlich schlechter wird. Ideal währe PTFE-isolierter Kupferdraht. Dieser ist aber schwer zu beschaffen.Den Eisenpulverringkern ( T200-2 )gibt es bei verschiedenen Händlern. Ich würde aber darauf achten, dass es ein Original "Amidon"-Kern ist, z.B. von "Profi-Electronic"  in Saerbeck,  oder von "Reichelt-Elektronik" in Sande.

Viel Erfolg beim Nachbau.


Nachtrag

Von einem OM irgendwo aus Deutschland bekam ich einen Anruf, dass sein Balun bei 100 Watt unnormal heiß werden würde.
Ich unternahm also wieder Versuche mit einem Balun, wie hier beschrieben.
Nach ca. 1/4 Stunde Belastung mit 100 Watt konnte ich meine 80-Watt-Dummyload nicht mehr anfassen, aber am Balun wurde nur die Wicklung etwas warm. Der Kern (soweit ich dies prüfen konnte) war aber noch kalt. Dieses Ergebnis deckt sich mit der Beschreibung im letzten CQ-DL (2-2009).  Die starke Erwärmung bei dem angesprochenen OM kann ich mir nur erklären, dass evtl. seine Antenne im Fußpunkt deutlich von 50 Ohm abweicht. Dies kann ich aber auf die Schnelle nicht nachvollziehen, da ich keine Dummyload anders als 50-Ohm habe und eine "schlechte" Antenne zumTesten habe ich auch nicht.
Wenn jemand diesen Balun nachbaut, währe ich über eine kurze e-Mail dankbar, egal ob positiv, oder negativ.
 
vy 73 de Edi  DC2NJ

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Aktualisierung 16.02.2009 von DC2NJ
This page was created on 16.02.2009 by DC2NJ
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