Balun Nedir? Neden/Ne zaman balun kullanmalıyız?

Balun, İngilizce Balanced- Unbalanced kelimelerinin kısaltılmasından türetilmiş bir kelimedir.
Öncelikle balun (ya da unun) iki temel kategoriye ayrilir. Choke Balun ve Transformer Balun..
CHoke balun aşağıda genel olarak inceleyeceğimiz 1:1 balunlardır. Transoformer balun ise, farklı empedans tipleri arasındaki geçişi sağlayan  1:4 1:9 gibi değerler ile anılan balun tiplerine denir


Dengesiz yani unbalanced iletim hatlarından aktarılan sinyallerin dengeli antenlere bağlanması sonucu oluşan düzensizliği ortadan kaldırmada kullanılır.

Dengeli, dengesizden kasıt nedir derseniz...

Bir koaksiyel kablodan iletilen radyo sinyali, ucuna bağlı olan dengeli.. örneğin dipole bir antene geldiğinde, sinyalin bir kısmı dipolün bir kolunda ilerler, bir kısmı da oluşan manyetik alandan dolayı dipolün diğer kolunda ilerler. Kablonun dışındaki shield'in iç tarafından akım yukarı akarken , aynı shiled'in dış yüzeyinden ters akım oluşarak içeri yani cihazımıza doğru akar.

İç yüzeylerde (akblo merkezi ve shield'in iç kısmındaki akımlar) birbirleri ile zıt yönde olduğundan biririni nötrler ama, oluşan 3. akım, ortada fazlalık olarak kalacaktır.

Yani, akımın bir kısmı kablonun dış kısmından geri döner, aynı zamanda cihaz-kablo arası mesafeden dolayı da oluşan empedans farkından kablonun üzerinde ekstra bir akım daha oluşur ve bu kablo üzerinde bir dengesizlik oluşturur..

M0KWR 'nin yazısından alınmıştır.

Peki, bir sürü laf.. Bu neye sebep olur derseniz...

Bir dipol anten yaptınız diyelim. Normalde Anten kısmı, koaksiyelin canlı ucunun açığa çıktığı noktadan başlar (Yani kabloyu sıyırıp dipole bağladığnğz noktadan) Aynı şekilde , dipolün diğer ucuna giden kablonun shield'i de anten parçasıdır. Ama unutmamak lazım ki, bu shield kısmı  cihazınıza kadar geri dönmekte. E peki dipolün bu kısmı için neresi başı sonu derseniz...
Anteni yaptığınız noktaya en yakın yere bir balun koyarak anteni elektriksel olarak o noktada sonlandırmanız gerekmektedir.

Yoksa bazı amatörlerden duyacağınız, Koaksiyel boyu antenin SWRsini etkiler lafı.
Bunun sebebi tamamen balun kullanmama neticesinde, kullandığınız koaksiyel kablonun da bir anten gibi çalışmasındandır.

Balun kullanmamanın birkaç zararı var..

• Birincisi, Antenin elektriksel olarak koaksiyel boyunca da devam etmesi sebebi ile, antenin yayılma diyagramı , yayılma şekli bozulur. Performansı düşer.
• İkincisi, Koaksiyel kablo'nun istasyonunuza gelene kadar geçtiği yerlerdeki QRM'ler de cihazınıza ulaşır, normalde duyacağınızdan daha yüksek gürültü seviyeleri ile uğraşırsınız
• Üçüncüsü, Antenden oluşacak RFI, yani sinyal'in istasyonunuza kadar ulaşarak, bilgisayarınızı, elektronik aletleri, TVnizi, etkilemesine neden olur. Hatta yüksek SWR mevcutsa, RF yanığı denen ufak tefek çarpılmalara bile maruz kalırsınız.
• Dördüncüsü, Anten, cihaz arası çekeceğiniz koaksiyel kablonun boyu antenin SWR'sini değiştirecektir.

Bu yüzden antenlerinizde, antene en yakın noktada mutlaka Balun kullanın. Balun kullandığınız antenlerde Koaksiyel boyu dalga boyunun katları olmalıdır şeklinde bir çalışmaya ihtiyacınız olmayacak ve anteninizi daha randımanlı kullanacaksınız.


Balun'un bir başka kullanım amacı da Anten empedansını uyumlandırmaktır..
Örneğin, Kullandığınız antenin empedansı 450 Ohm (bazı anten türleri  yapıları gereği 50 Ohm değildir)   Bu 450 Ohm'luk değeri cihazımızla uyumlu olabilmesi için 50 Ohm a düşürmemiz gerekmektedir.

Bunun için 450/50= 9   1:9 luk bir balun kullanmamız gerekmektedir.
Böylece bu bir transformatör olarak çalışacak ve 50 ohm giden sinyali 450 ohm'a çevirerek anten ile uyumlandıracak, Antenden gelen 450 ohmluk sinyali de tekrar 50 ohm a düşürerek koaksiyel kablomuz ile iletimini bozmayacaktır.



Gelelim Balun tiplerine,

En basit balun tipi Ugly Balun/ Çirkin Balun denilen balun türü.
Bunu tüm antenlerinizde uygulayabilirsiniz.

Bu balun türü, antenin tam dibine, bağlantı noktasına mümkün olduğunca yakın olacak şekilde, koaksiyel kablonun frekansa göre  birkaç tur sarılması ile elde edilir.

G4NOK sayfasından alınmıştır

Bobinin tur sayısı ya da çapı çok kritik değildir. Önemli olan koaksiyelin uzunluğudur.
80-10 metre bandları arasında çalışabilecek bir Ugly Balun için yaklaşık 5-6 metre koaksiyel kulanmak gereklidir.
2 Metre anten için koaksiyel boyu yaklaşık 1 metre (ortalama kalınlıkta 2 tur, 70 cm için yarım metre civarı bir kablo yeterlidir.

2m Anten Balunu

Ugly Balun'lar oldukça pratiktir , ama tabii ki , bir ferrit/toroid balun kadar yüksek empedans uygulayıp tam düzgün çalışamaz. Hiç olmamasından iyidir ama, kalıcı ve yüksek performanslı bir çözüm için , toroid balun yapmaya bakın.

DK7ZB 'nin sayfasından alınmıştır.

Resimde görünen balun bir toroid etrafına sarılmış, her iki yönde eşit turda koaksiyel sargısından oluşmuş bir balundur.
Sargı sayıları eşit olduğu için 1:1 Balun olarak çalışır. Sarım sayısı çok kritik değildir. Ne kadar yükselirrse performans o kadar iyileşecektir.
Yapılmış bir örneği aşağıda görülebilir;

Koaksiyel Kablo ile yapılmış 1:1 Balun

Bu tür balunları , koaksiyel kablo ile yapabileceğiniz gibi, birbirine paralel kablolar ile de yapabilirsiniz. Kullanacağınız tel/coax kalınlığı ve toroid büyüklüğü bu balun'un dayanacağı maksimum gücü belirleyecektir.
****Ayrıca, kullandığınız toroid tipi, bu balunun hangi frekanslarda etkin çalışacağını belirler. Bu yüzden rastgele bir balun yapıp düzgün çalışmasını bekleyemezsiniz.

Toroid üreticilerinin sayfalarında hangi toroid tipinin hangi frekanslarda etkin çalışacağı bilgisi vardır.
Ancak buraya da kısa bir özet olarak yazmak gerekirse,

Tip	Malzeme	RFI/EMI Filtresi Kullanım Frekansı	Common Mode Balun Kullanımı
31	MnZn	1-300	1:1 Balun olarak <300 MHz
43	NiZn	25-300	3-60 MHz
52	NiZn	200-1000	1-60 MHz
61	NiZn	200-1000	1-300 MHz
73	MnZn	<50 Mhz	<10 MHz

HF bandlarında type 31 ve type 43 toroid kullanımı en ideali olacaktır.

Koaksiz yapılmış bir 1:1 Balun

Yukarıdaki değerler çok karıştırdı kafamı, bana ne kullanacağımı söyle diyenler için,
Toroid ile 1:1 Guanella Akım (Current) Balunu yapmak için,

100W a kadar olan güçler için,
40m-10m arası RG-316 (ince teflon kablo) ve FT-140-61 küçük toroid  veya RG58 ve FT-240-61 
80m-10m arası için ise  aynı kablo tipleri ve FT-140-33 veya FT-140-43 kullanabilirsiniz.

500W a kadar olan çıkış güçleri için,
40m -10m arası RG-142 (teflon) ve FT-240-61
80m-10m arası RG-142 ve FT-240-31 veya 240-43 kullanabilirsiniz.

1 KW a kadar olan güçler için ise,

iki adet toroidi birbirine yapıştırıp, daha sonra 500W ta kullandığınız kabloları kullanabilirsiniz.
Kablonun balun yukarıdaki  şekillerde görüldüğü gibi 10-15 tur sarılması gerekmektedir.

Peki her toroid kullanılır mı?  Toroid aslında nedir? Evde uc bes parca toroid buldum balun yapabilir miyim sorularına ise, şöyle cevap verebilirim.
Toroidler, değişik materyaller kullanılarak hazırlanmış parçalardır. Her materyalin frekanslardaki davranışı farklıdır.

Toroid'in can sıkıcı bir  yanı ise, toroidlerin üzerinde diğer elektronik malzemelerde olduğu gibi, marka model tip vs yazmaz.

Ölçülerine, rengine bakarak çok bir şey anlayamazsınız. En iyisi alıp kendiniz etiketlemeniz, ya da elinizde LC ölçüm cihazı varsa, üzerine birkaç tur tel sarıp yapacağınız ölçümden bulacağınız henry değerine göre toroidin tipini tahmin etmek olacaktır..


Örnek olarak T-200 olarak bilinen demir tozu toroid ile FT-240 serisi toroidin karşılaştırmasını paylaşıyorum.

IZ2UUF 'nin sayfasından aldığım bu testte , her iki toroid üzerine eşit miktarda coax sarılmış ve iki adet test yapılmış.

İlk test common mode zayıflatma, yani yukarıda bahsettiğim gibi, coax'ınızın dış yüzeyinden akan karşı akımı ne kadar engelleyebildiği ile ilgili. Burada dB değeri ne kadar düşükse o kadar başarılı demektir.

örneğin, 7.1 Mhz değerlerine bakalım..
FT-240-43  burada -30 dbm zayıflatma yapabilirken, T200 sadece -2 dbm..
her 3 dbm de gücün 2 kat değiştiğini düşünürseniz, aradaki fark inanılmaz büyük.

Bu şekilde ise, iki toroid arsındaki empedans yani bahsedilen dış akıma uygulanan direnç ölçülmüş.

Yine 7 Mhz örneğini baz alırsak,  3261 ohm 'a  90 ohm gibi bir değer karşımıza çıkıyor.
Yani siz siz olun, pahalı da olsa , ilgilendiğiniz frekansa uygun toroidi almaya bakın.

Tabii şu noktayı karıştırmamak lazım, toroid tipi seçimi 1:1 yani choke balunda kritiktir.
Transformator balun yapımında T200 gibi diğer toroid tiplerini de kullanabilirsiniz.

T200 ile choke balun sararsanız ne olur? Evet SWR ölçümleri size normal görünür , ama herşey SWR değil. Yukarıda anlattığım akımlar yeterince kesilemeyeceği için, balun asıl amacını gerçekleştiremeyecektir.Performansı düşük olacaktır. Balun yapımında yapılan en büyük yanlışlardan biri yanlış tip toroid kullanımıdır.


Burada kabaca en temel balunları anlatmaya çalıştım.
Burada gösterilenler haricinde , bahsettiğim gibi, transformer balunlar mevcut. 1:4 1:6 1:9 gibi değerlerde.
Bunlara ait değişik tasarım ve sarım sayıları internette bolca mevcut.

Kullandığınız anten tipine göre bu transformer balunlardan kullanabilirsiniz.

Ama tavsiyem yaptığınız tüm antenlerde hiç yapamıyorsanız bile bir Ugly Balun kullanmanızın zararı değil faydası olur.

En son olarak bir kaç ugly balun sarım sayısı vermek isterim.

Monoband antenler için,

15 cm'lik bir PVC üzerine sarılacak şekilde,

Frekans  -   RG213  -  RG58
160m             8 tur        5-6 tur
80m               8 tur        5-6 tur
40m               8 tur        5-6 tur
30m               8 tur        5-6 tur


10 cmlik bir PVC üzerine

20m                12 tur      8 tur
17m                12 tur      8 tur
15m                6 tur        5 tur
12m                6 tur        5 tur
10                   6 tur        4 tur
6m                  4  tur      3 tur
2m                  2 tur        2 tur
70cm              1 tur         1 tur


Multiband antenler için ise,

3.5-30mhz arası ,
10 cm çap için  15 tur RG58,  veya 16 tur rg213
14-28 mhz arası  12 tur rg58 veya 12 tur rg213









73