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1:1 Balun für Hühnerleiter
Einleitung
Der Balun....eine unendliche Geschichte ;)
Im WWW finden sich genügend Abhandlungen über das Mysterium "Balun".
Ich möchte hier meine Erfahrungen kurz vorstellen.
Eine "Hühnerleiterantenne" ist eine feine Sache. Sie ist einfach zu bauen, günstig und funktioniert auf vielen Bändern. Allerdings benötigt man ein Anpassgerät.
Grundsätzlich:
- Die Antenne ist so lang wie möglich (außer man möchte besondere Abstrahlverhältnisse haben).
- Je mehr Hühnerleiter, desto besser (denn die Hühnerleiter ist Teil der Antenne). So kann man auch einen 20m langen Dipol auf 80m mit handelsüblichen Tunern abstimmen.
Das Anpassgerät
Ideal ist ein Parallelkoppler. Leider sind diese Koppler mechanisch aufwändig und im QRO- Bereich teuer. Der Selbstbau ist eine Herausforderung, aber nicht unmöglich.
Unsymmetrische Koppler hingegen sind meist bei Funkamateuren vorhanden, bzw. sind günstig zu bekommen.
Das Problem: Wie bekommt man eine symmetrische Speiseleitung (Hühnerleiter) an den unsymmetrischen Tuner??
---> Die Lösung: Ein Balun!
Die eingebauten Balune in günstigen Tunern sind meist Spannungsbalune. Sie sind schmalbandig, d.h. sie symmetrieren schlecht außerhalb der Resonanzfrequenz. Dafür transformieren sie die Impedanz der Hühnerleiter von 200 Ohm auf 50 Ohm.
Symmetrie der Hühnerleiter messen
Bei einer symmetrisch abgestimmten Hühnerleiter fließt auf beiden Leitern der gleiche Strom, allerdings mit umgedrehten Vorzeichen. Somit strahlt die Hühnerleiter quasi nicht. Wird die Hühnerleiter nicht symmetrisch abgestimmt, fließen unterschiedliche Ströme in der Hühnerleiter. Sie beginnt "zu strahlen" und man hat HF im Shack. Außerdem fließen Ausgleichsströme über die Erdung.
Die Symmetrie kann man leicht mit zwei Glühlampen (12V ~10W) testen. Sie werden in die Hühnerleiter geschaltet. Man sollte darauf achten, dass die Glühlampen den möglichst gleichen Widerstand haben, bzw. gleich hell leuchten.
Die Antenne wird nun mit dem Anpassgerät auf minimales SWR abgestimmt (mit 5W!). Dann wird die Leistung langsam erhöht. Bei optimaler Symmetrierung sollten dann irgendwann beide Glühlampen gleichzeitig (und gleich hell) anfangen zu leuchten.
Das Messergebnis bei dem MFJ- Spannungsbalun ist vernichtend. Symmetrie findet sich in keinem Amateurfunkband. Das Bild zeigt das schlechteste Messergebnis (80m).
Einen Balun selbst bauen
Eine optimale, breitbandige Symmetrierung erreicht man nur mit einem Strombalun!
Die Anpassbereiche der Tuner benötigen in den meisten Fällen keine Impedanztransformation. Der Bau eines 1:1 Baluns ist meistens ausreichend.
Meine Wahl fiel auf das W2DU-Prinzip. Ich habe 15x LFB095051-000 und 20x CST9.5/5.1/15-3S4 Ferrithülsen auf ein RG142 gesteckt und mit Schrumpfschlauch überzogen. Die beiden verwendeten Ferrithülsen haben unterschiedliche Impedanzen. Die "CST" haben einen hohen Wellenwiderstand im oberen KW-Bereich, die "LFB" hingegen im unteren KW-Bereich. Somit ist der Balun auf allen KW-Bändern einsetzbar.
Die Ferrithülsen verhindern das Zurücklaufen von Elektronen auf der Außenseite des Abschirmgeflechtes Richtung Erde. Somit ist ein 1:1 Strombalun auch eine Mantelwellensperre (oder umgekehrt ;)
Am Ende des Koaxkabels ist eine kleine Box mit 2 Bananenbuchsen. Hier wird die Hühnerleiter angeschlossen.
Auf der anderen Seite des RG142 ist ein PL- Stecker.
Der Balun wird an die Koax- Buchse des Anpassgerätes angeschlossen. Dann wird die Antenne wie gewohnt abgestimmt
Das Messergebnis zeigt, dass mit dem selbstgebauten Balun beide Glühbirnen gleich hell (auf allen Bändern) leuchteten.
Der Aufbau ist verlustbehaftet. Bei ungünstigen Impedanzverhältnissen können theoretisch Verluste bis zu 1dB auftreten. In der Realität liegen die Verluste aber meist darunter. Bei 750W Dauerstrich wird mein Balun maximal handwarm.
Was tun, wenn sich die Antenne nicht abstimmen lässt?
Lässt sich die Antenne mit dem o.g. Balun nicht abstimmen, liegt die Impedanz an der Koaxbuchse außerhalb des Abstimmbereiches des Tuners. Man kann versuchen
- die Länge der Hühnerleiter zu verändern.
- einen anderen Balun zu bauen. Empfehlenswert sind Kombinationen aus Spannungs + Strombalun. So erhält man eine Impedanztransformation und eine optimale Symmetrierung.
- Einen besseren Tuner bauen (oder kaufen)