Selbstgebaute, an Bauvorschlägen aus dem Internet orientierte 1:49 Balune haben bisher enttäuschend funktioniert. Dabei habe ich nicht blind einem guten SWR vertraut sondern nachgemssen…was geht rein, was kommt raus. Dann habe ich meinen 1:49 Super-Balun, man möge mir den Ausdruck verzeihen aber ich musste dem Kind einen Namen geben, nach einem völlig anderen Wickleprinzip gebaut, die Vorgehensweise und die Messwerte folgen in diesem Artikel.
Ich bin im Prinzip gegen jede Art von Balun. Nur hat man als Funkamateur oft keine andere Wahl um seine Antennenprobleme in den Griff zu bekommen. Über Jahre habe ich diverse Balune…1:4, 1:9 nachgebaut und sind auch bei mir im Einsatz. Ja…sie funktionieren, es wurden aber beim Bewickeln andere Techniken angewand wie allgemein üblich, erst dann war ich mit dem Ergebnis zufrieden. Oft arbeiten Balune unter Zuhilfenahme eines Antennenkopplers zufriedenstellend. Zum Thema Balune möchte ich dich einladen in anderen Artikeln zu diesem Thema zu stöbern, veröffentlich auf dieser Homepage von „L07“.
Wenn man von einem 1:49 Balun spricht meint man einen Balun der eine Eingangsimpedanz, vom Transceiver kommend, 50 Ohm hat und bei dem die optimale Antennen-Ausgangimpedanz 2450 Ohm ist, also 1×49 eben. Daraus darf man ableiten das man von diesem Balun eine Spannungsübersetzung von 1:7 erwarten darf und eine Stromübersetzung von 7:1 erwarten darf…unter optimalsten Voraussetzungen und bei Abschluss mit ohmschen Widerstand. Die angeschlossene Antenne wird einem diesen Wunsch nicht erfüllen! Bei einem Niederfrequenz-Trafo im 50 Hz-Netz darf man diese Eigenschaft erwarten. Ob sie auch im KW-Bereich, also HF, anwendbar ist konnte ich nirgendswo nachlesen, wäre aber für mich nur logisch. Denn die nach dem 1:7 Überstzungsverhältnis (1:49 Balun), hier meine ich das Windungs-Überstzungsverhältnis, gewickelten „Übertrager“ erfüllen nicht dieses Verhalten. Wie komme ich zu dieser Aussage? Ich habe alle meine selbstgebauten Übertrager, egal ob 1:1, 1:4 oder andere Wicklungsverhältnisse auf diese Eigenschaft nachgemessen. Dabei ist mir aufgefallen das der 1:1 Balun noch recht gut diese Eigenschaft erfüllt, 1Volt HF rein = 1V HF raus! Aber zu höheren Überstzungsverhältnissen hin, bleibt das Übertragungsverhalten auf der Strecke, die Verluste im Kern scheinen dafür verantwortlich zu sein. Meine Feststellung war das ein vernünftig funktionierender Balun (nach herkömmlicher Wickeltechnik) mit einem Widerstandsverhältnis von größer als 1:9 keinen Sinn mehr macht. Selbst hier war schon der Übertragungsverlust im Kern so groß das man besser zu einem Antennenkoppler ausweichen sollte als mit Baluns wie z.B. einem 1:9 oder erst gar nicht mit einem 1:49 arbeiten zu wollen. Zu den Messergebissen komme ich weiter unten in diesem Artikel. Ich möchte hier feststellen das das meine eigene Recherche ist, Fehler sind nicht ausgeschlossen. Soll aber bei dir das Interesse wecken doch einmal selber nach zu messen und nicht nur seinem VNA zu vertauen, denn ein gutes SWR macht auch eine Dummy-Load! …also weiter mit meinen Messungen. Umso mehr Übersetzungsverhältnis man auf den Ferritkern ( …immer Material 43) aufbringt um so mehr bricht die Ausgangsspannung zusammen, der Extremfall ist der 1:49 Balun bei dem keine höhere Spannung mehr rauskommt als man als Spannung einspeist. Diese Verhalten ist stark frequeuenzabhängig und wird zu höheren Frequenzen deutlich ausgeprägter. Das geht soweit das irgendwo zwischen 30 MHz -50 MHz sogar weniger Spannung an der Antenne zur Verfügung steht. Aber man merkt es nicht, das SWR gaukelt einem ein funktionierendes Antennensystem vor. Auch bilden sich je nach Kerndurchmesser Resonanzen aus, die auch schon ohne angeschlossene Last (Antenne, Widerstand etc.) deutlich unter 50 Ohm liegen kann, glücklich für den Anwender bei dem dieses Verhalten außerhalb der genutzten KW-Bänder liegt. Ich habe in der Praxis zig Versuche mit unterschiedlichen Kernmaterialien, Durchmesser, aufgebrachten Windungen, Drahtdurchmesser gemacht. Dabei bildete sich nach und nach eine Vorgehensweise heraus die immer mehr zum Erfolg führte. Die sind: Primär-und Sekundär-Wicklung so dicht wie möglich beieinander oder besser übereinander. Die Windungen gleichmäßig über den Kern zu verteilen bescherrt einem den schlechtesten Wirkunggrad mit geringster Ausgangsspannung und schlechtestem Frequenzgang. Dann kam mir eine Idee die ich noch nicht ausprobiert hatte. Warum nicht nach den vielen frustierenden Versuchen noch einen mit Kupferbandfolie anstatt mit Draht zu machen, wie man sie gerne als selbstklebend für EMV-Abschirmmaßnahmen nimmt. Diese Folie, primär und sekundär, übereinander auf den Kern gewickelt. Mein selbstklebendes 25 mm Kupferband war viel zu breit um es auf den 140er Kern aufzuwickeln. Also ersteinmal unten und oben ganzflächig mit Tesafilm gegen Berührung untereinander isoliert und dann der Länge nach auf ca. 12,5 mm Breite mit der Schere in zwei Hälften geschnitten. Vorher aber kurze Drahtstücke im Winkel von 90° Grad angelötet, denn die HF muss ja irgendwo rein in die Wicklung! Nach dem Wickeln wurde nachgemessen. Als Messgeräte stehen ein Noice-Source (Rausch-Generator 100 KHz – 1 GHz, China) Hameg HF-Signal-Generator, NF-Signal-Generator und ein Magnova-Oszilloskop (350 MHz mit FFT-Funktion) und das MetronVNA (wird nicht mehr hergestellt) zur Verfügung. Alle Generatoren führen zum gleichen Ergebnis. dabei war das Magnova-Ostilloskop die größte Hilfe, denn man konnte gleichzeitig die beiden Spannungen (vor und hinter dem Balun) und die daraus reultierenden FFT-Funktionen auf dem Bildschirm darstellen. Zusätzlich einblendbare Cursor ermöglichten ein gezieltes Ausmessen der dargestellten Kurven.
Vielleicht kann ich euch ermutigen auch mal den eigenen Balun durchzumessen und nicht nur seinem VNA oder seinem SWR-Meter zu vertrauen. Entscheidend ist schließlich das was Hinten rauskommt. Die Praxis wird es dann zeigen!
Jürgen, DB7JD