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.
Esta adaptación entre la línea no
balanceada y la antena balanceada se hace necesaria por distintos motivos que,
de no corregirlos, dan lugar a distorsiones en el diagrama de radiación, menor
energía radiada por la antena, interferencias en otros equipos cercanos
provocadas por radiación de la propia línea que alimenta la antena, retorno de
radiofrecuencia hacia el equipo de transmisión, etc.
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.
Respecto a los balun hay que
destacar dos tipos: los de tensión y los de corriente. Con los balun de tensión
se consigue equilibrar los dos voltajes en la carga 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 carga balanceada, siendo iguales en magnitud y
opuestas en fase, con independencia del valor de la impedancia de carga.
Por defecto, si una antena tipo
dipolo se alimenta directamente sin la intermediación de un balun, siempre se
generarán corrientes desequilibradas en las ramas, es decir, por la rama
conectada al vivo del cable coaxial circulará una corriente i1 y por la rama
conectada a la malla circulará una corriente i en sentido contrario (distinta
a i1). ¿Por qué se produce este desequilibrio? Es debido a la circulación de
una corriente i3 por la cara externa de la malla del coaxial, de manera que i = i2 + i3 (la corriente i2 es la que circula por la cara interna del
coaxial y es opuesta a i1). Esa cara externa forma un circuito hasta tierra con
una determinada impedancia y, en la medida en que esa impedancia sea mayor o
menor, así lo será la corriente i3. Únicamente cuando i3=0 tendremos equilibrio
de corrientes en las ramas del dipolo (i1=i=12). Esto se consigue mediante un balun de
corriente.
En efecto, la instalación de un
balun de tensión no resuelve los efectos indeseados relativos al desequilibrio
de corrientes, salvo que la antena sea perfectamente balanceada, lo cual
en la práctica no ocurrirá. En cambio, el balun de corriente forzará el
equilibrio, de manera que i1 = i2 (siendo i3=0 por la alta impedancia de choque
que presenta el balun a esa corriente de retorno por la cara externa de la
malla del coaxial). Como el campo generado por la antena es proporcional a las
corrientes de los elementos (y no a las tensiones), sólo en el caso de utilizar
un balun de corriente dispondremos de un diagrama de radiación sin
distorsiones.
Con la instalación de un balun de
corriente obtendríamos los siguientes beneficios:
- Equilibrio de corrientes en ambas ramas de la antena.
- Diagrama de radiación sin distorsiones.
- Adaptación de impedancias entre la antena y el cable coaxial para antenas monobanda. En el caso de las multibanda, si la impedancia de la antena se mantiene cercana a un determinado valor en todas las frecuencias de trabajo, obtendríamos una cuasi-adaptación. En otro caso podríamos tener una pequeña desadaptación en ciertas bandas, utilizables con facilidad mediante un acoplador.
- Eliminación del retorno de radiofrecuencia 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.
