EXPERIMENTACIÓN


El diseño de baluns y ununs no es una tarea sencilla. Existen multitud de variables a tener en cuenta que afectan al rendimiento de nuestro dispositivo, entre las que se encuentran:

  1. Material ferromagnético (permeabilidad, tipo de mezcla, densidad de flujo de saturación, resistividad, etc.)
  2. Dimensiones del material ferromagnético
  3. Diámetro de los conductores de los devanados
  4. Espaciado entre los conductores
  5. Número de espiras
  6. Rigidez dieléctrica del revestimiento del toroide y su espesor
  7. Rigidez dieléctrica del revestimiento de los conductores y su espesor

La modificación de cualquiera de estos parámetros afectará a aspectos tales como:

1.  Relación de transformación de impedancias
2.  Margen de frecuencias de trabajo
3.  Potencia soportada
4.  Eficiencia/Pérdidas de inserción

La literatura disponible de calidad y que aborde estos temas con profesionalidad es escasa y, aunque podemos encontrar buenos textos, es muy interesante (si no obligatoria) la realización de experimentos que nos hagan caer en la cuenta de las dificultades de construcción para la obtención de un determinado rendimiento.

Asimismo, la experimentación nos permite comprobar que existen ciertos dilemas que se nos plantean. Por poner un ejemplo, si nuestro objetivo consiste en disponer de un balun que, con la impedancia de carga adecuada, nos proporcione una baja ROE a la entrada desde 3 hasta 30 MHz, nos encontraremos con que tenemos un compromiso a la hora de elegir el material ferromagnético. Hay materiales con los que dispondremos de mayor eficiencia y mejor ROE en bajas frecuencias, a costa de empeorar en las altas, y viceversa.

Otro ejemplo: si nos fijamos en la relación de transformación del balun, ésta va a variar a lo largo del margen de frecuencias de trabajo. Incluso aunque fuera constante, posiblemente no obtengamos una relación igual a la que nos dice la teoría.

Sobre este último aspecto vale la pena detenernos a pensar un poco para descubrir que no es tan crítico el haber obtenido un balun 5,7:1 y que en teoría iba a ser 6:1. ¿Por qué? Simplemente hay que analizar cómo son las antenas que instalamos. ¿Sabemos realmente cuál es la impedancia de la antena en una determinada frecuencia sin ayuda de instrumentación? Aun midiendo, ¿la impedancia de la antena es la que en teoría debe tener? La respuesta es no. Esto es debido a que habitualmente asumimos que la impedancia de esta o aquella antena es la indicada para condiciones de espacio libre, pero no instalamos las antenas en esas condiciones. Incluso, aunque simulemos la antena y su entorno con alguno de los paquetes software disponibles, la realidad será distinta a la teoría, puesto que nunca podremos simular con el programa el entorno real. Y es que el entorno afecta (y mucho) a la impedancia de la antena. Con este planteamiento, nos podemos preguntar ¿tenía sentido tanto empeño en construir el balun exactamente con relación 6:1?

Esta problemática surge con las antenas monobanda, pero en mayor medida aparece con las multibanda, pues la impedancia de la antena no depende solamente de su geometría, de la altura respecto del suelo y de su entorno, sino que también varía con la frecuencia. Se pone de manifiesto, por tanto, que aquella necesidad imperiosa de obtener ese balun con perfecta relación de transformación 6:1 no era más que una idea sobre la que no habíamos meditado lo suficiente.

En realidad, lo aconsejable a la hora de afrontar una instalación, es ser conscientes del orden de magnitud con el que vamos a trabajar en lo que se refiere a la relación de transformación necesaria para el balun y posteriormente, tras el montaje, ajustar la antena en altura y topología (brazos de la antena más o menos abiertos, más o menos cortos, etc.). Sólo de esta manera obtendremos el rendimiento óptimo de nuestra antena, que se encuentra ubicada en un entorno que es único.

Volviendo al tema de la documentación de que disponemos, los aspectos teóricos y prácticos que he encontrado de utilidad corresponden a autores tales como C.L. Ruthroff, G. Guanella, Joe Reisert, Roy Lewallen, Chris Trask, Martin Ehrenfried y, por supuesto, Jerry Sevick. Es de agradecer el trabajo de todos ellos, pues ayuda a clarificar muchos aspectos del diseño y la construcción de los balun/unun, a la vez que se consigue comprender cuáles son los parámetros clave que afectan a su rendimiento posterior. No obstante, debo insistir en que la experimentación propia es una gran aliada a la hora de conseguir óptimos resultados.

También debo indicar que los balun que construyo son de corriente, debido a que ofrecen una serie de características ventajosas respecto a los balun de tensión. Asimismo, estos balun pertenecen a la modalidad TLT (Transmission Line Transformers), que igualmente permiten mejoras en el rendimiento y utilizar toroides de menor tamaño, respecto a otros adaptadores como pueden ser los FCT (Flux Coupled Transformers).