Línea balanceada
Una línea balanceada es una línea de transmisión de dos conductores que tienen corrientes opuestas de la misma magnitud respecto a tierra o al entorno.
La definición es bastante densa, por lo que vamos a ir desgranándola poco a poco.
Cuando se dicen simétricas se refiere a que si los medimos por separado, usando la tierra como referencia, el valor de la magnitud de ambos es el mismo pero de signo opuesto. Por ejemplo, medimos que en el cable hay, en un momento determinado 200V y en el otro -200V.
Tenemos que recordar, además que estamos hablando de corriente alterna, por eso decimos en un momento determinado.
La escalerilla es el máximo exponente de esto en el mundo de los radioaficionados. Los equipos que la entregan lo hacen siempre con dos terminales ya balanceados.
Línea des-balanceada
En este caso una línea no balanceada es una línea en la que sus elementos eléctricos dan diferentes medidas cuando se miden en referencia a tierra. Y en el caso de los coaxiales, como la malla se conecta a tierra, esta siempre da una diferencia, idealmente, de 0V contra tierra. Mientras que el vivo te daría, por ejemplo, 200V.
Decimos ideal porque en la práctica, la medida de la malla del coaxial, puede dar medidas diferentes de 0V; y esto es así porque depende de la construcción de los sistemas que estamos usando.
Nombres con significado
Cuando conectamos los elementos de un sistema radiante nos podemos encontrar con elementos balanceados y no balanceados que debemos conectar. Es por eso que una de las funciones que cumplen los balun y unun es hacer de puente entre estos cambios del equilibrio eléctrico.
En una conexión particular de dos sistemas podemos encontrar 3 casos interesantes:
- Balanceado - Balanceado: En este caso no hay necesidad por motivos de equilibrio
- Balanceado - No Balanceado: Es necesario ajustar con algún elemento la conexión en este punto
- No Balanceado - No Balanceado: los dos sistemas no tienen por qué estar no balanceados de la misma manera por lo que se requiere también un elemento de adaptación.
Y de aquí surgen los nombres de balun (Balanced - Unbalanced) y de unun (Unbalanced - Unbalanced).
Dos sistemas equilibrados no tienen problemas de conexión entre ellos, por lo que no es un problema desde el nivel del equilibrio eléctrico. Puede pasar, de todas maneras, que necesitemos adaptación de impedancias; pero esa es una guerra totalmente diferente.
Un balun nos permite conectar un elemento balanceado a uno no balanceado. Y al estar hablando de corriente alterna el orden de los factores no altera el producto en este caso.
Un Unun nos permite conectar dos elementos no balanceados cuyo comportamiento eléctrico no tiene por qué ser el mismo (cada sistema puede estar desbalanceado de manera diferente).
Aunque los casos de uso pueden ser complejos y los nombres complejos e intimidantes al principio es un elemento sencillo de aprender que conocemos muy bien: un transformador.
Solo transformadores
Un balun y un unun son dispositivos de RF parecidos a transformadores. Pueden adaptar impedancias y/o cambiar la forma en que se presenta la señal entre una línea y una antena. Aunque que quede claro que esta es una analogía explicativa, no se construyen como transformadores exactamente. Pero nos vale para entender su papel.
Si ponemos sobre la mesa la ley de Ohm podemos definir la resistencia como:
Se comporta como un transformador, de manera que estamos “cambiando” Voltaje e Intensidad. Y esto es muy útil porque siempre que la antena se presente como una resistencia podemos adaptar la impedancia. Pero tenemos que tener cuidado, en la corriente alterna, para una frecuencia dada, nos estamos enfrentando a la Impedancia, que es algo más compleja de entender y manejar.
En el caso de que estemos conectando un balun a, por ejemplo, una antena, en una frecuencia dada es muy posible que nos surja una capacitancia y una reactancia que no son fruto del desequilibrio eléctrico, y que por lo tanto no se puedan adaptar con uno de estos elementos. En ese caso necesitaremos otros sistemas externos para adaptar esta antena; las redes de adaptación.
Es interesante entender que la parte capacitiva e inductiva, si existen, se transforman también en el balun/unun, cuando la corriente pasa a través del mismo. Y que por este motivo necesitamos otros elementos externos para adaptar los sistemas más complejos.