BALUN, UNUN, ACOPLADORES DE ANTENA y CHOKE. Versión 1.5 Existen muchos radioaficionados en el mundo que asumen y difunden que los BALUN, UNUN, ACOPLADORES DE ANTENA, O CHOKES, son elementos que están de más en nuestras estaciones de radio, “insisten en creer que no son necesarios usarlos. No hay nada peor que una antena mal ajustada y no resonante a la frecuencia en que esta va a trabajar, gastan miles de dólares en equipos de radio, pero no invierten en estos transformadores tan necesarios y útiles justificando que si intercalan estos elementos pierden mucha potencia de emisión y niveles de recepción, sin entender ni aceptar que al no usarlos las pérdidas por desadaptación medida en decibeles es mucho mayor, con el riesgo de poder quemar sus equipos de radio. En este artículo intento “explicar en forma reiterativa con los conceptos simples” (exprofeso), la función y necesidad de usarlos. Es también importante que, si gastan miles de dólares en equipos de radio, gasten con la misma intensidad en todos los elementos que componen nuestras antenas y elementos pasivos, usar elementos baratos o de mala calidad que no cumplen con las curvas que exigen las leyes de electromagnetismo es poco inteligente. LOS BALUN Los BALUN de tensión y corriente tienen diferencias fundamentales en su principio de funcionamiento y, por lo tanto, en su diseño. Los BALUN de tensión se centran en equilibrar el voltaje entre las líneas, mientras que los BALUN de corriente se centran en forzar corrientes iguales en ambas líneas para eliminar las corrientes de modo común. En cuanto a la bobina en sí, un balun de corriente puede usar un núcleo de ferrita de tipo diferente (compuesto) que un balun de voltaje. Balun deTensión • Principio: Genera un voltaje simétrico entre sus terminales de salida. • Función: Adecuado para aplicaciones de adaptación de impedancia. • Problema:Si la impedancia de carga en cada terminal no es exactamente la misma, las corrientes resultantes no serán iguales ni opuestas, lo que puede causar que la línea de alimentación irradie.

Balun de Corriente • Principio: Fuerza corrientes iguales en ambas líneas balanceadas, eliminando así las corrientes de modo común. • Función: Esencial para evitar la radiación o recepción no deseada de la línea de alimentación, actuando como un "choke" o estrangulador de RF. • Diseño: Generalmente, utiliza un núcleo de ferrita de tipo óxido de hierro, manganeso, zinc en su diseño, aunque su disposición y los métodos de bobinado pueden variar. Diferencias Clave en el Bobinado y Diseño • Núcleo: Un balun de corriente suele ser un choque de RF que bloquea el ruido de modo común y puede tener un núcleo de ferrita de tipo diferente. • Objetivo: El balun de tensión se enfoca en la adaptación de impedancia, mientras que el balun de corriente se enfoca en equilibrar las corrientes para evitar la radiación. • Conexiones: Aunque ambos pueden usar un núcleo toroidal, la forma en que se enrollan el cable coaxial o el par de hilos puede variar. Por ejemplo, un balun de corriente puede pasar el cable coaxial por un túnel de toroides de ferrita. (entre 30 a 50 toroides) En resumen, aunque ambos tipos de balun operan en el mismo núcleo toroidal, sus diferencias en cómo fuerzan el voltaje o la corriente dictan que sus diseños internos y bobinados específicos difieran para lograr su propósito principal.

LOS UNUN Los UNUN (transformadores de un solo núcleo) se bobinan de forma diferente según si son para tensión o corriente. Un UNUN de tensión se diseña para ser un circuito abierto en el bobinado secundario y el primario para una resistencia de la misma tensión y de forma que se oponen. Un UNUN de corriente es lo contrario; se diseña como un cortocircuito en el circuito secundario y en oposición al primario. UNUN de Tensión: • Función: Mide o "transforma" el voltaje. • Bobinado: El bobinado secundario debe estar siempre abierto, ya que la corriente debe pasar por toda la bobina. UNUN de Corriente: • Función: Mide o "transforma" la corriente. • Bobinado: El bobinado secundario debe estar siempre cortocircuitado para que la corriente circule. En resumen: • Tensión: El secundario debe estar abierto, la corriente debe pasar. • Corriente: El secundario debe estar cortocircuitado, la corriente debe pasar.

UNUN 49:1

UNUN 9:1

UNUN de corriente Guanella 1:1 ¿LOS BALUN O LOS UNUN SON TRANSFORMADORES DE IMPEDANCIA? Sí, tanto los BALUN como los UNUN son transformadores de impedancia, pero sus funciones principales se diferencian: los BALUN hacen coincidir la impedancia entre circuitos balanceados y no balanceados, mientras que los UNUN (transformadores no balanceados) igualan la impedancia entre dos circuitos no balanceados. Ambos cumplen la función de adaptación de impedancia, pero la clave es el tipo de sistema de señal con el que trabajan. BALUN (balanceado a no balanceado): • Función principal: Conectar un componente balanceado (como una antena) con un sistema no balanceado (como un cable coaxial) o viceversa. • Adaptación de impedancia: También realizan la transformación de impedancia entre los dos extremos de la conexión. UNUN (no balanceado a no balanceado): • Función principal: Adaptar la impedancia entre dos componentes que son ambos no balanceados. • Ejemplos de uso: Se utilizan comúnmente con antenas de hilo alimentadas por el extremo o con antenas verticales que requieren una adaptación a un cable coaxial no balanceado. En resumen: • BALUN: Combina la conversión de balanceado a no balanceado (o viceversa) con la adaptación de impedancia. • UNUN: Se enfoca únicamente en la adaptación de impedancia entre dos sistemas no balanceados. Es importante entender estas distinciones para seleccionar el dispositivo correcto según las necesidades del sistema de antena o circuito de RF. ¿QUÉ DIFERENCIA HAY ENTRE UN BALUN Y UN UNUN? La principal diferencia es que un BALUN (balanced-unbalanced) convierte una línea balanceada a una no balanceada, o viceversa, mientras que un UNUN (unbalanced-unbalanced) transforma una línea no balanceada a otra no balanceada, ajustando la impedancia y manteniendo el mismo tipo de señal en ambos extremos. La distinción clave reside en la conexión de la tierra: el Balun solo tiene la tierra en el lado no balanceado, mientras que el UNUN la tiene conectada en ambos lados del transformador. BALUN: • Función: Adapta una antena balanceada a una línea de alimentación no balanceada (como un cable coaxial) o una línea balanceada a una antena desbalanceada. • Uso típico: Es necesario cuando se conecta una antena balanceada a una línea de alimentación no balanceada, para garantizar la simetría y evitar problemas de interferencia. • Circuito: El lado de la línea de alimentación no balanceada está conectado a tierra, mientras que el lado de la antena es balanceado. UNUN: • Función: Adapta una antena no balanceada a una línea de alimentación también no balanceada, ajustando la impedancia entre ellas para una transferencia de energía eficiente. • Uso típico: Se utiliza para conectar antenas no balanceadas, como una antena de media onda con alimentación en el extremo, a una línea de alimentación de cable coaxial no balanceada. • Circuito: Tanto la entrada como la salida del UNUN están desbalanceadas y conectadas a tierra, asegurando que la malla del cable coaxial mantenga el potencial de tierra. En resumen: CARACTERÍSTICAS BALUN UNUN Conexión de Entrada/Salida Balanceada a no balanceada (o viceversa) No balanceada a no balanceada Conexión a Tierra Solo en el lado no balanceado Conectada en ambos lados Aplicación Principal Para antenas balanceadas Para antenas no balanceadas ¿QUE SON LOS ACOPLADORES DE ANTENA? Un acoplador de antena, o transmatch, es un dispositivo pasivo que ajusta la impedancia entre una antena y un equipo de radio, o entre diferentes antenas y líneas de transmisión, para transferir la máxima potencia posible y evitar daños al equipo. Su función principal es la de acoplamiento de impedancias, transformando la impedancia de la antena para que coincida con la de la línea de transmisión (generalmente 50 ohmios), mejorando así la eficiencia del sistema y evitando la radiación del cable coaxial. ¿Por qué son necesarios? • Antenas multibanda: Permiten usar una antena con diferentes frecuencias al ajustar su longitud eléctrica, en lugar de tener que usar antenas individuales para cada longitud de onda. • Eficiencia del sistema: Al acoplar la impedancia, se asegura que la mayor parte de la potencia de RF se transfiera a la antena o al receptor, en lugar de ser reflejada de vuelta al equipo. • Protección del equipo: Evitan la alta potencia reflejada que puede dañar la etapa de salida del transmisor. ¿Cómo funcionan? • Componentes: Utilizan componentes pasivos como inductores y capacitores variables para crear una red de acoplamiento. • Sintonización: Los acopladores automáticos, por ejemplo, usan pequeños componentes electrónicos agrupados en bancos para seleccionar rápidamente las combinaciones adecuadas de inductancia y capacitancia. Tipos y aplicaciones: • Acopladores automáticos: Se ajustan rápidamente usando relés y componentes electrónicos, ideal para operaciones que requieren cambios rápidos de frecuencia. • Acopladores manuales (transmatch): Requieren intervención del operador para ajustar las combinaciones en forma manual.

¿ES LO MISMO USAR UN ACOPLADOR DE ANTENAS QUE UN BALUN o un UNUN DE TENSIÓN O DE CORRIENTE? No, no es lo mismo. Un acoplador de antena (o sintonizador, Tuner) es un dispositivo que adapta la impedancia de la antena a la de la línea de transmisión o radio, mientras que un BALUN (balanceado a no balanceado) y un UNUN (no balanceado a no balanceado) son tipos específicos de transformadores que realizan la conversión entre circuitos balanceados y no balanceados, a menudo también con una función de adaptación. El acoplador es una red de adaptación general, mientras que el BALUN y el UNUN se centran en la simetría eléctrica de las señales. Acoplador de Antena (Tuner): • Función: Su función principal es transformar la impedancia de la antena (que puede variar con la frecuencia o las condiciones del terreno) a una impedancia que coincida con la línea de transmisión o el equipo transmisor, generalmente 50 ohmios. • Uso: Se utiliza para que toda la potencia de la radio llegue a la antena de manera más eficiente, especialmente en antenas multibanda o cuando las condiciones no son ideales. BALUN: • Función: Como su nombre indica (Balanceado- no balanceado), convierte una señal balanceada (dos hilos (cables) sin conexión a tierra) en una no balanceada (un hilo con un cable coaxial y una tierra) o viceversa. • Tipos: Existen BALUN de voltaje y de corriente, cada uno con diferentes estructuras de bobinado, y a menudo también cumplen con una función de adaptación de impedancia. UNUN: • Función: Transforma una señal no balanceada a otra no balanceada. • Uso: Se emplea principalmente en antenas no balanceadas para adaptar la impedancia del sistema. Diferencias clave: • Función principal: El acoplador es para adaptar impedancias generales, mientras que el BALUN/UNUN es para la conversión entre señales balanceadas y no balanceadas. • Conexión: Un balun se usa entre una antena balanceada y un cable coaxial no balanceado, mientras que un UNUN se usa para conectar dos sistemas no balanceados. • Complementariedad: Un BALUN de tensión o de corriente podría usarse junto con un acoplador para un sistema de antena complejo. ¿LOS UNUN 49:1 O 64:1 ADAPTAN TENSION O CORRIENTE? Los UNUN (o transformadores de desequilibrio) de 49:1 o 64:1, como el UNUN 49:1 de 49:1, no adaptan tensión ni corriente, sino que adaptan impedancias. Estos dispositivos transforman una impedancia desequilibrada (como la de una antena alimentada por el extremo) a una impedancia equilibrada (como la de una línea de transmisión), lo que es esencial para un buen acople de antena y la protección del transmisor contra una ROE alta. Cómo funcionan para adaptar impedancia: • Relación de impedancias: En un transformador, la relación de impedancias es el cuadrado de la relación de espiras (o vueltas). • Por ejemplo, un UNUN con una relación de espiras de 49:1 tiene una relación de impedancias de 49² = 2401:1 Ohm. • Un UNUN con una relación de espiras de 64:1 tiene una relación de impedancias de 64² = 4096:1 Ohm. • Adaptación de antenas: Los UNUN se usan para acoplar antenas alimentadas por el extremo (como un cable de antena) a una línea de transmisión equilibrada (como un cable coaxial) que requiere una impedancia diferente. Aplicación de un UNUN 49:1 o 64:1: Estos UNUN se utilizan en antenas que requieren una alta impedancia en su punto de alimentación para lograr un buen acople con una línea de transmisión de impedancia más baja. Ayudan a proteger el transmisor de una ROE (Relación de Ondas Estacionarias) alta, que puede dañar el amplificador de potencia. ¿LOS BALUN 2:1, 4:1, 9:1 ADAPTAN TENSION O CORRIENTE? Los BALUN con relaciones como 2:1, 4:1 o 9:1 adaptan la impedancia, no directamente la tensión o la corriente, aunque al transformar la impedancia, sí hay una relación indirecta con la tensión y la corriente. Específicamente, un balun 4:1, por ejemplo, se usa para convertir una impedancia alta (unos 200 ohmios) a una más baja (50 ohmios) (50 x 4=200), mejorando la coincidencia de la ROE entre la antena y el equipo. ¿Cómo funciona la adaptación de impedancia? • La relación del balun se refiere a la relación de impedancias: entre el lado balanceado (por ejemplo, la antena) y el lado no balanceado (por ejemplo, el cable coaxial). • Un balun de transformador de línea de transmisión, realiza esta transformación. • Cuando el balun adapta la impedancia, por ejemplo, de 200 ohmios a 50 ohmios (relación 4:1), la tensión y la corriente se ajustan para mantener la potencia. • Si se requiere más potencia para la transmisión o el transceptor detecta una impedancia que coincide mejor con la suya, se produce una mejor adaptación de ROE (Relación de Onda Estacionaria). Propósito principal de un balun • Evitar la corriente de modo común: El principal propósito en aplicaciones de antenas es evitar que la corriente de modo común fluya de regreso por la línea de alimentación (cable coaxial o línea de cable abierto), lo que ayuda a mantener el flujo equilibrado de la corriente de RF. • Convertir señales balanceadas a no balanceadas: Permiten la conversión de una señal balanceada a una no balanceada, asegurando una comunicación óptima entre la antena y la radio. ¿CUANTOS TIPOS DE BALUN EXISTEN? Existen principalmente dos tipos de balun: el BALUN activo y el pasivo, y también se pueden clasificar según su función principal, como BALUN de corriente y BALUN de voltaje. Clasificación General • BALUN de Corriente (Chokes): Se utilizan para evitar que las corrientes circulen por las líneas de transmisión, lo que mejora la eficiencia y reduce las interferencias en los sistemas de radio. • BALUN de Voltaje: Se emplean para adaptar la impedancia entre diferentes tipos de líneas de transmisión, como las que se usan en antenas, convirtiendo una señal de un sistema balanceado a uno no balanceado, o viceversa. • BALUN Pasivo: Es el tipo más común y no requiere alimentación externa. • Balun Simple: Una pareja de BALUN con conexión BNC a un lado y para el cable de red (UTP) al otro. • Balun con Latiguillo: Similar al balun simple, pero incluye un pequeño latiguillo que le da más flexibilidad y movimiento en las conexiones. • Balun Agrupado: Diseñados para conectar directamente cables de red al grabador, simplificando el cableado en instalaciones multicuadrantes. • Balun con Alimentación: Una tipología más compleja que integra el vídeo y la alimentación en un solo cable de red, eliminando la necesidad de cables separados para la alimentación de la cámara. • BALUN Activo: Se utilizan en instalaciones que requieren transmisiones de vídeo a largas distancias o en entornos donde la calidad de la señal es crítica. ¿CUANTA PÉRDIDA DE INSERCIÓN TIENE UN BALUN O UN UNUN? La pérdida de inserción de un BALUN o un UNUN puede variar, pero típicamente se sitúa en el rango de 0.3 dB o incluso menos, como 0.1 dB, dependiendo de la implementación y la calidad de los materiales y el diseño. En general, un valor más bajo de pérdida de inserción indica un mejor rendimiento del dispositivo y una menor atenuación de la señal. Factores que influyen en la pérdida de inserción: • Diseño y construcción: La forma en que está construido el BALUN o UNUN y los componentes utilizados en su fabricación afectan directamente su pérdida. • Calidad de los componentes: El uso de materiales y componentes de alta calidad puede resultar en pérdidas de inserción más bajas. • Frecuencia: La pérdida de inserción puede variar con la frecuencia. • Pérdidas inherentes: Es importante recordar que la pérdida de inserción es una atenuación inherente a la señal que pasa a través del dispositivo, no una pérdida de potencia generada por él. ¿CUANTA PÉRDIDA DE INSERCIÓN TIENE UN ACOPLADOR DE ANTENA? La pérdida de inserción de un acoplador de antena varía mucho según su diseño, frecuencia de operación y calidad, pero generalmente está en el rango de 0.2 dB a 1 dB o más en acopladores de potencia. Factores como la frecuencia de funcionamiento, el tipo de diseño y el grado de acoplamiento afectan esta pérdida, y en general, los acopladores de alta frecuencia y de banda ancha tienden a tener mayores pérdidas. Factores que influyen en la pérdida de inserción: • Frecuencia de operación: Los acopladores no están perfectamente adaptados a una única frecuencia y pueden reflejar energía, lo que causa pérdidas, especialmente en acopladores de banda ancha. • Diseño del acoplador: Los acopladores de alta frecuencia o de banda ancha suelen presentar una pérdida de inserción mayor. • Grado de acoplamiento: Los acopladores con un mayor grado de acoplamiento tienen pérdidas de acoplamiento más altas. • Calidad de los componentes: Los materiales dieléctricos y el blindaje afectan directamente la pérdida de inserción. Valores típicos: • Acopladores de potencia: Pueden tener pérdidas de inserción menores a 0.1 dB (para cavidad) hasta alrededor de 0.5 dB o más. Se podría definir en promedio y en % en un 15% de potencia en Tx, y en Rx, ya que atenúa la señal para ambos lados. • Conectores: Los conectores BNC, PL, SMA o N tienen valores máximos de pérdida de inserción que dependen de la frecuencia. En resumen: No hay un valor único para todos los acopladores de antena. Debes consultar las especificaciones técnicas del acoplador específico que te interese para obtener un valor exacto, ya que la pérdida de inserción es un parámetro crítico para evaluar la calidad de un dispositivo de RF. ¿DE QUE MATERIALES ESTÁN FABRICADOS LOS TOROIDES? Los toroides, como los transformadores e inductores, están fabricados con un núcleo magnético en forma de anillos hecho de materiales ferromagnéticos como ferrita, hierro en polvo, aleaciones nano cristalinas, metales amorfos, o hierro laminado (incluyendo acero al silicio y acero al níquel), cada uno seleccionado según la aplicación para ofrecer diferentes propiedades de impedancia, eficiencia y respuesta de frecuencia. Materiales comunes • Ferrita: Un óxido metálico ferromagnético con alta resistividad eléctrica y alta permeabilidad magnética, ideal para bajas pérdidas a altas frecuencias y para la supresión de interferencias electromagnéticas. • Hierro en polvo: Un material que, al contener espacios de aire, ayuda a evitar la saturación magnética y permite almacenar o filtrar energía en un espacio pequeño con bajas pérdidas. • Aleaciones nano cristalinas y metales amorfos: Se eligen por sus propiedades magnéticas y de respuesta en frecuencia para aplicaciones específicas. • Hierro laminado: Formado por láminas delgadas de aleaciones de hierro como silicio-hierro o níquel-hierro, apiladas y aisladas para reducir las corrientes parásitas. • Núcleos de cinta: Se fabrican enrollando en espiral cintas metálicas aisladas (como las de hierro-silicio o hierro-níquel) y encapsulándolas para crear el núcleo toroidal. Factores que determinan el material La elección del material depende de la aplicación del toroide, ya que cada material ofrece un equilibrio diferente de: • Permeabilidad magnética: La capacidad del material para ser magnetizado. • Pérdidas de núcleo: Las pérdidas de energía que ocurren debido a las corrientes de Foucault y la histéresis. • Respuesta de frecuencia: La forma en que el material se comporta en diferentes frecuencias. • Eficiencia: La capacidad del toroide para transferir y almacenar energía con pérdidas mínimas.

¿ES LO MISMO UN CHOKE QUE UN BALUN O UN UNUN? No, un CHOKE, un BALUN y un UNUN no son lo mismo, aunque un CHOKE puede usarse como un BALUN 1:1 o un UNUN 1:1, el balun se usa para interconectar circuitos balanceados y no balanceados, y el UNUN solo para dos circuitos no balanceados, mientras que el CHOKE principalmente suprime interferencias de radiofrecuencia (RFI/EMI) o corrientes de modo común. BALUN • Un BALUN es un dispositivo que convierte una señal balanceada en no balanceada o viceversa. • Sirve para conectar un alimentador no balanceado (como un cable coaxial) a una antena balanceada (como un dipolo), evitando que la línea de alimentación se convierta en un elemento radiante. UNUN • Un UNUN es un transformador de impedancia que se utiliza para acoplar entre dos circuitos no balanceados. • Se usa comúnmente para hacer coincidir la impedancia de una antena a una línea de alimentación no balanceada, como una antena vertical con un cable coaxial. CHOKE (o estrangulador) • Un CHOKE es un componente, a menudo un inductor, que se usa para suprimir corrientes de modo común o interferencia de radiofrecuencia (RFI/EMI). • Puede ser eficaz como BALUN 1:1, que acopla un cable coaxial (no balanceado) a una antena balanceada, o como un UNUN 1:1, que acopla una línea a una antena no balanceada. • Al actuar como un "aislador de línea", evita que la línea de alimentación se convierta en una parte activa de la antena, mejorando el patrón de radiación y reduciendo la interferencia.

¿SE DEBE SIEMPRE CONECTAR A UNA ANTENA UN BALUN Y UN UNUN? No, no se debe conectar siempre un BALUN y un UNUN a una antena; la necesidad de uno u otro depende del tipo de antena y de la línea de alimentación que se esté utilizando. Un BALUN se utiliza para conectar una línea balanceada (como un dipolo) con un alimentador no balanceado (como un cable coaxial), mientras que un UNUN sirve para adaptar la impedancia entre dos circuitos no balanceados, como una antena de cable largo (alimentada por un extremo) con un cable coaxial. ¿Cuándo usar un BALUN? • Antenas balanceadas: Se usa un BALUN para alimentar antenas balanceadas, como un dipolo. • Línea de alimentación no balanceada: El cable coaxial es una línea de alimentación no balanceada. • Evitar radiación del cable coaxial: El BALUN evita que el cable coaxial actúe como un radiador, minimizando la interferencia de radiofrecuencia (RFI). ¿Cuándo usar un UNUN? • Antenas no balanceadas: Se utiliza un UNUN en antenas no balanceadas, donde se requiere conectar la alimentación a un punto de tierra. • Antenas de cable largo: (Random, End Fed, Beverage, hilos largos (más de 3 longitudes de onda de la banda Para antenas que se alimentan por un extremo y usan una varilla de tierra (o un sistema similar) como contra antena. ¿Cuándo no usar ninguno? • Antenas diseñadas para 50 ohmios: Si la antena tiene una impedancia de entrada de 50 ohmios y “no existe desbalance”, no se necesitará un BALUN o un UNUN, solo un choke de modo común. Consideraciones importantes: • Tipo de antena: La elección entre BALUN o un UNUN va a depender directamente del diseño de la antena. • Adaptación de impedancia: Ambos dispositivos son transformadores de impedancia, pero para diferentes tipos de conexiones. • Corriente de modo común: Tanto BALUN como los UNUN pueden actuar como "chokes" para suprimir la corriente de modo común por la superficie del cable coaxial, evitando que este se convierta en parte activa de la antena. Carlos LU2CRM Buenos Aires 22 de septiembre de 2025 Se autoriza tu reproducción o copia siempre y cuando se mantenga los datos datos del autor.