芯耀
与非AI
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射频巴伦说白了就是个“信号转换器”，核心活儿就是把平衡信号和不平衡信号来回转，专门解决天线和馈线“不匹配”的麻烦。
比如偶极子天线是平衡的，同轴电缆却是不平衡的，要是直接连在一起用，信号会乱飘、效率暴跌，还容易出干扰。而同轴电缆在甚高频以上频段用着方便，在建筑物里布线、靠近其他东西铺的时候，也比平衡馈线靠谱得多。
为了既用上同轴电缆的便利，又保证天线的性能，就得靠巴伦来搭桥——把平衡天线（或平衡馈线）的接口，转换成同轴电缆能直接用的不平衡接口。下图是MFJ-918型1:1电流巴伦，就是业余无线电爱好者常用的一款，能简单直接地完成这种信号转换。
一、什么是巴伦（Balun）？
巴伦在无线电通信、广播等很多场景的天线系统中都常用，能让各类天线发挥最佳性能。
巴伦（Balun即“平衡-不平衡”）是一种电子器件，核心功能是在平衡信号与不平衡信号（或馈线）之间相互转换。它有多种形式，有些还能实现阻抗变换，但这不是必须的功能。
巴伦不只用在射频天线上，还有不少其他用途：比如电力线通信、网络通信中实现5类线/6类线与双轴线的转换、视频领域中双绞线与同轴电缆的转换等。
而在射频天线场景中，像偶极子这类平衡天线就必须用巴伦。同轴电缆是最常用的馈线，不管是沿信号塔、电线杆铺设，还是地面布线、穿建筑物，都很方便，不用担心影响性能。
平衡馈线虽然损耗极低，但它的正常工作依赖两根导线中流动的电流大小相等、方向相反——这样才能让电磁场抵消，实现低损耗信号传输。可附近的物体都会破坏这种平衡，导致信号辐射、损耗增加，还会让馈线拾取杂波，引发不必要的干扰，双馈线是平衡馈线的一种形式。
要实现平衡天线的馈电端、平衡馈线，与同轴电缆这类不平衡馈线之间的转换，就必须用到巴伦。
偶极子天线是最常见的平衡天线之一，下图是偶极子天线和单极子天线。
偶极子天线不仅能单独用在很多无线电通信场景中，还会集成到八木天线（Yagi-Uda天线）等其他类型的天线里，下图是八木天线。
所以这类平衡天线要靠同轴电缆馈电时，通常会在馈电端装一个天线巴伦。
二、天线系统要用巴伦的3个核心原因
1、防止同轴电缆外导体辐射/拾取信号
如果平衡天线直接用同轴电缆馈电，同轴的外导体（屏蔽层）会自己辐射信号，也会拾取外界射频信号。
- 接收时：会吸到家里、建筑物内或馈线附近电器的干扰信号。
- 发射时：馈线会浪费信号（辐射出去），还可能造成干扰，增加信号损耗。
- 用了巴伦，才能让同轴电缆正常工作，让整个天线系统发挥最佳性能。
- 偶尔不用巴伦也能凑活，但有个明显迹象：移动或触碰馈线时，天线系统的驻波比（VSWR）会变。不过最靠谱的判断方法，是测量馈线上的共模电流。
2、 天线辐射方向图要求精准时
如果同轴电缆外导体也辐射或拾取信号，会打乱天线本身的辐射方向图。
- 比如做辐射方向图测试时，必须保证只有天线本身负责辐射和接收，这时候巴伦是必不可少的。
3、需减少发射机附近的辐射时
如果本该从天线辐射的信号，一部分从馈线漏了出去，发射机周围的射频强度会变大，引发各种问题。
- 数据传输时：射频信号窜到发射机和电脑的接口，可能导致系统故障。
- 模拟音频传输时：会混入音频输入线，产生奇怪的反馈杂音。
- 解决这类问题的办法就是在平衡-不平衡转换处装巴伦，就算不能彻底根治，也大概率能改善情况。
三、巴伦的基本原理
巴伦的基本设计思路通常是用变压器，虽然它有很多类型，但变压器式的基本结构能很好地解释工作逻辑。
- 核心原理：通过变压器隔离平衡天线/馈线和不平衡同轴电缆的直接连接。
- 关键作用：让不平衡电缆的接地端不直接连到平衡系统，从而保持平衡系统的稳定性。
- 注意点：所有变压器的带宽都有限制，所以巴伦的带宽必须设计得比它要搭配的天线或其他系统更宽。
制作巴伦最直接的方法，就是做一个带两个绕组的变压器——一端是接地的不平衡端，另一端是差分输出的平衡端。
如果需要，也可以把巴伦的中心抽头接地，但在天线系统里，通常不会这么做。
还有个关键点要注意：巴伦是双向的，没有严格意义上的输入或输出端，只有平衡和不平衡两组接线端子，下图是典型的短波（HF）业余无线电天线巴伦。
四、巴伦的两大核心类别（按工作原理分）
1、电流型巴伦
核心作用是让平衡负载的两端流过大小相等的电流。
- 最常见的1:1电流型巴伦，本质就是简单的传输线——比如把双线绕组或同轴电缆绕在铁氧体磁芯上做成的。
2、电压型巴伦
核心作用是让平衡负载的两端承受大小相等的电压。
- 结构比电流型巴伦复杂一点，而且在阻止同轴电缆屏蔽层、开放式梯状线产生共模电流和辐射能量方面，效率特别低。
- 所以大多数天线应用场景里，都不用电压型巴伦。
五、常见的天线巴伦类型：经典变压器巴伦
虽然很多巴伦的核心都是变压器，但具体形式有不少种，有的用不同电路技术，有的设计思路不一样，但核心功能都是实现平衡-不平衡系统的转换。
1、经典变压器巴伦
传统的巴伦设计采用变压器结构，由两个电气隔离的绕组组成，通常绕制在一个磁芯上——典型为环形铁氧体磁芯。这种双独立绕组的设计意味着两个电路实现电气隔离，这在部分应用场景中具有独特优势。
变压器的绕制磁芯分为两种类型：一种是空芯，通常配备骨架（材质可能为陶瓷）以固定两个线圈的位置；另一种是由铁氧体等磁性导体制成的磁芯。选择铁氧体磁芯时，需确保其能够适配实际应用的频率范围和功率水平。
初级绕组与次级绕组的匝数比，决定了输入阻抗与输出阻抗的比值。因此，巴伦不仅可用于平衡与不平衡信号的转换，还可根据需要充当阻抗匹配变压器。
设初级绕组匝数为N1 ，次级绕组匝数为N2 ，则：
（注：这里的“输入/输出”对应不平衡端/平衡端，或反之，需根据绕组连接方式确定）
这一功能非常实用，例如当天线或其他馈线的阻抗较高时，可通过巴伦将其转换为较低的阻抗（如标准50Ω同轴电缆所需阻抗）；在某些情况下，也可能需要升高阻抗以适配同轴电缆。
需要注意的是，巴伦存在一定的损耗。尽管损耗通常较小，但在部分应用场景中仍需予以考虑。
此类巴伦存在一个问题：两个绕组完全电气隔离。外部天线可能会拾取静电并积累电荷。为解决这一问题，可使用平衡绕组带中心抽头的巴伦，将中心抽头接地以释放积累的电荷。
2、自耦变压器巴伦
顾名思义，此类巴伦采用自耦变压器（即单个绕组）实现平衡与不平衡信号的转换。
自耦变压器型巴伦的一大优势是，其本质上为所有连接提供了直流接地路径——无论是不平衡同轴输入端，还是平衡输入端均是如此。如前文所述，这一特性可实现静电释放。
3、扼流式巴伦
使用同轴电缆这类不平衡馈线为平衡天线馈电时，核心问题之一是射频信号会沿同轴电缆的外导体传播，进而导致不必要的辐射和信号拾取。
扼流式巴伦的设计理念是，增大不平衡导体外导体的电感，以阻止信号仅沿该导体传播。
在天线的馈电端将馈线绕制几圈，充当馈线扼流圈。这种实现方式虽极为简便，但并非总能达到理想效果。巴伦的共模抑制比取决于其使用位置的系统阻抗，且仅绕制几圈同轴电缆所产生的电感，在约10MHz以下的频率范围内，可能无法提供足够的抑制效果。
将同轴电缆绕制在环形骨架上。显然，需考虑同轴电缆的弯曲半径，这意味着通常需要使用尺寸较大的环形磁芯。同时，还需考量环形铁氧体的特性，以在使用频率下实现最佳衰减效果，下图是短波（HF）天线巴伦。
六、巴伦的安装
尽管巴伦有多种形式，但它们常与外置天线搭配使用，因此还需处理好机械安装相关事宜。
安装时需考虑以下几个因素：
1、防风雨保护
由于许多巴伦用于户外，其制作工艺应能承受恶劣天气的考验。高温、日晒、雨水、冰冻等多种因素，都会对户外偏远位置的设备造成损害。
进水是主要问题之一，潮气可能渗入同轴馈线；日晒会导致塑料材质随时间老化，高温会加速盒体密封或其他密封件的损耗，冰冻天气也可能造成部件损坏。
所有同轴电缆都应做好充分密封处理，例如可用自融胶带等材料包裹连接器。
2、机械固定
巴伦需能可靠地机械集成到天线系统中，这一点至关重要。
如果巴伦仅用于连接同轴电缆和梯状线，可能无需额外的固定方式。但许多巴伦还会充当导线偶极子天线（例如短波导线天线）的中心部件或“T型接头”。
此时，导线的张力不应由连接点承受。相反，巴伦应集成某种形式的应力释放结构，或使用偶极子“T型接头”，通过带环导线将巴伦连接到中心接头上。为中心支撑点设置固定装置也通常很有帮助——对于倒V型偶极子天线而言尤其如此，其天线中心需固定在高处的电线杆、桅杆或其他固定点上。
总结一下：
巴伦是许多天线系统中不可或缺的元件，它能实现平衡天线或平衡馈线与同轴电缆这类不平衡馈线的正确转换，而同轴电缆可方便地穿过建筑物等区域，铺设到所需位置。
巴伦具有多种形式，因此可根据具体场景选择最适合的类型。
