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Zunächst gilt es bei den Balunen zu unterscheiden
Der negativen Einfluß einer unsymmetrischen Speisung (Koaxialkabel) auf eine symmetrische Last (Dipol-Antenne) oder auf eine symmetrische Speisung (Gegentaktendstufe) durch eine unsymmetrische Last (Koaxialkabel) wird verhindert, indem Es ist bekannt, dass eine Speiseleitung (fast) nicht strahlt, wenn sie ausschließlich Gegentaktstrom führt. Beim Einsatz des Sperrgliedes werden Gleichtaktströme unterdrückt. Kein Gleichtaktstrom, keine Abstrahlung. Im Empfangsfall: Einstrahlungen können nicht zu Gleichtaktströmen führen, da das Sperrglied sie unterbricht.
Ein Symmetrieglied arbeitet anders. Sind die durch eine (Stör-)Quelle eingebrachten Gleichtaktströme auf beiden Leitern der Speiseleitung betragsgleich, so lenkt das Symmetrieglied sie vollständig gegen Masse ab, sofern der richtige Anschluss des Symmetriegliedes mit Masse verbunden ist. (Vorsicht: Falle!). Wird die Symmetrie nicht gewährleistet, z.B. Speiseleitung schief und krumm, Dipol nicht exakt symmetrisch ausgeführt, so können Teile des Gleichtaktstromes in der angeschlossenen Last eine Störspannung erzielen. Gleiches gilt im Sendefall nur anders herum, Teile der Sendeenergie erreichen nicht den Dipol sondern werden von der Speiseleitung abgestrahlt.
In der Praxis sieht man oft, dass Symmetrieglieder falsch angeschlossen werden, es werden die Anschlüsse vertauscht. Dann funktioniert es nicht! Und darauf musst Du achten: Ich hoffe, dass ich es "idiotensicher" beschrieb. Und merke: Symmetrieglieder nur an symmetrischen Lasten nutzen!
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Das nachstehende Bild soll verdeutlichen, was bei einer nicht exakt ausgeführten Antennenanlage, die korrekt über ein Symmetrieglied an ein Koaxialkabel angeschlossen ist, passiert:
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Die Leitung auf dem Kern, rot und blau gezeichnet, kann nur durch Gegentaktstrom durchflossen werden, weil sie für Gleichtaktstrom wie eine Drossel wirkt. In der Zeichnung ist gut zu erkennen, dass die Teilströme im Bereich der Zweidrahtleitung immer betragsgleich sind. Bei einer Speisung mit Gegentaktstrom aus dem Koaxialkabel (links im Bild) durchfließt eine Hälfte des Stroms als Gegentaktstrom die Zweidrahtleitung. Die andere Hälfte erreicht den Dipol. Da gleichzeitig eine Spannungstransformation 1:2 erfolgt, gelangt die volle Leistung auf den Dipol, dessen Fußpunktwiderstand das Vierfache der Kabelimpedanz haben muss.
Bei betragsgleichem Gleichtaktstrom auf den beiden Leitern des Dipols in Richtung Erde bewirkt die aufgewickelte Zweidrahtleitung, dass dieser vollständig in Form eines Gegentaktstromes über die Wicklung geht. Das ist vergleichbar mit einem Kurzschluß gegen Masse. Es bleibt nichts übrig, was in das Koaxialkabel eindringen könnte.
Ist der Gleichtaktstrom nicht betragsgleich auf die beiden Leiter verteilt, so wird die Differenz beider Ströme den Umweg ins Innere des Koaxialkabels nehmen und im angeschlossenem Empfänger hörbar. Die Symmetrie ist demnach unbedingt erforderlich für den erfolgreichen Einsatz eines Symmetriegliedes.
Testschaltung
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Mit dem Netzwerktester und einem 200 Ω Potenziometer kann man leicht feststellen, ob ein Symmetrieglied in der Lage ist, einen Gleichtaktstrom so auszubalancieren, dass er vollständig an der Last vorbei geleitet wird. Bei unserem Symmetrieglied geschieht das genau in Mittenstellung des Potenziometers. Der Netzwerktester zeigt aber auch, dass diese Eigenschaft (beim getesteten Symmetrieglied) mit wachsender Frequenz verloren geht.
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Symmetrieglied 50 Ω zu 50 Ω
Aus der Literatur bekannt ist dieses Symmetrieglied. Durch die Verwendung von 1 mm Kupferlackdraht auf einem Ferritstab wird ein ausgezeichnetes SWR beim Einsatz im 50 Ω-System erreicht.
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Aber wichtiger als ein gutes SWR ist immer die Frage, ob mit dem Symmetrieglied der Gleichtaktstrom an der Last vorbei geleitet wird. Wie gut dies gelingt zeigt nachstehendes Bild: nix
Man erkennt eine sehr gute Wirkung bis etwa 10 MHz, durch die hohe Anzahl der Windungen wird dieses Symmetrieglied in den unteren Kurzwellenbändern eine hohe Wirksamkeit in symmetrischen z.B. Antennensystemen erreichen.
Symmetrieglied 50 Ohm zu 200 Ohm
Die Bewicklung dieses Kerns ist die eines "Leitungstransformators", d.h. hier werden Gerthsche Drosseln nach der Idee von Gustav Guanella an einer Seite parallel und an der anderen Seite in Reihe geschaltet. Dadurch ergibt sich im Gegensatz zum einfachen Symmetrieglied 50 Ω zu 200 Ω ein viel besseres SWR. Man beachte, dass im Gegensatz zum Balun 50 Ω zu 50 Ω die obere Leitung links obenhalb und die untere Leitung links unterhalb aus dem Kern geführt wird. Für Gleichtaktstrom hat eine solche Bewicklung keine Drosselwirkung, denn der Wickelsinn für Gleichtaktstrom ist magnetisch entgegengesetzt und die "Drosselinduktivität" geht gegen Null.
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Eine besondere Eigenschaft dieses Symmetriegliedes ist, dass es auf beiden Seiten symmetrischen Betrieb verlangt. Natürlich leitet es Gleichtaktstrom, sofern er betragsgleich auf der 50 Ω Seite oder auf der 200 Ω Seite eingespeist wird, zuverlässig gegen Masse ab.
Vorschlag für einen wirklich symmetrischen Tuner
Hier "werden zwei Fliegen mit einer Klappe erschlagen". Das große Problem gilt es zu lösen: ein Symmetrieglied wandelt Gleichtaktstrom in Gegentaktstrom um, wenn auf seine beiden Eingangsanschlüsse zwei Teilströme mit ungleichen Beträgen und Phasen eingespeist werden. Dies geschieht um so mehr, je größer die Abweichung ist. Der im Symmetrieglied von Gleichtakt- in Gegentakt- verwandelte Strom ist dann nicht mehr von einem Sperrglied aufzuhalten.
Deshalb muss das Sperrglied zwischen Antenne und Symmetrieglied; angeordnet werden. An dieser Stelle unterbricht bzw. hemmt das Sperrglied den Gleichtaktstromfluß gegen Erde, egal, ob er nun betragsgleich auf die beiden Leiter aufgeteilt ist oder nicht. Das Sperrglied bringt somit seine Sperrwirkung gegen Gleichtaktströme ein. Das Symmetrieglied leitet den betrags- und phasengleichen "Rest" gegen Masse ab, der nicht betrags- und phasengleiche "Rest" wird in Gegentaktstrom umgewandelt, der dann aber kaum noch ins Gewicht fällt.
Die durch Unsymmetrie verursachten Probleme hat eine solche Anordnung viel besser im Griff, als ein Symmetrieglied allein. Und das Symmetrieglied unterstützt das Sperrglied gegenüber Gleichtaktströmen, wenn das Trennglied z.B. bei tieferen Frequenzen "schwächelt".
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Die praktische Ausführung erfolgt entweder mit einem Symmetrieglied 50 Ω zu 50 Ω und einem Sperrglied 50 Ω zu 50 Ω oder einem Symmetrieglied 50 Ω zu 200 Ω und einem Sperrglied 200 Ω zu 200 Ω. Letztere Variante führt zu Werten der Bauteile im Antennenanpassgerät, die dem Anwender mitunter angenehmer sind (bei Antennen größer λ/2).
Der praktische Aufbau eines Symmetriegliedes 50 Ω zu 50 Ω und eines Baluns 50 Ω zu 50 Ω brachte ein gutes Ergebnis:
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Die blaue Kurve zeigt die Unterdrückung des Gleichtaktstromes bei betrags- und phasengleicher Einspeisung, wie man es bei sorgfältig errichteten symmetrischen Antennen erwarten darf. Die beiden anderen Kurven sind bei Einspeisung des Gleichtaktstromes nur in den einen Draht (rot) und nur in den anderen Draht (gelb) ermittelt. Im Ergebnis zeigt sich, dass die Kurve der Unterdrückung des Gleichtaktstromes immer unter der 30 dB Linie liegt und das ist ein gutes Ergebnis.
Zum Bausatz nix geht es hier.