Kebanyakan antena HF, VHF, kecuali antena "Marconi" dan beberapa jenis antena tanah datar (groundplane), merupakan antena yang balans. Antena-antena semacam ini simetris terhadap tanah, pengoperasiannya tak membutuhkan adanya ground. Contoh antena balans adalah yagi, quad. Antena balans semacam ini memerlukan 2 konduktor sebagai saluran feeder yang melewatkan arus yang sama. Tetapi dengan arah berlawanan untuk menjaga agar ada kesimetrisan elektris, dan mencegah radiasi energi dari saluran feeder.

Antena balans yang lengkap hanya meradiasikan energi dari antena, dan tidak ada radiasi energi dari saluran transmisi. Tetapi sebaliknya, saluran transmisi koaksial merupakan saluran yang tidak balans terhadap ground. Salah satu konduktor, yang terdapat pada selubung luar, tegangannya ditanahkan, sedangkan konduktor yang lainnya, konduktor dalam, "hot" atau penuh dilewati arus listrik. Arus yang sama dan berlawanan arah melewati saluran koaksial, sementara selubung luar dari kabel itu berlaku sebagai tegangan tanah.

Jadi antena yang tidak balans memerlukan adanya sambungan balik tanah yang dihubungkan langsung dengan saluran koaksial. Keuntungan yang paling utama dari koaksial dibandingkan terhadap saluran dua kawat yang balans adalah kemampuan untuk mereduksi kehilangan radiasi energi dari saluran. Saluran dua kawat yang terdiri dari dua konduktor paralel menyebabkan medan elektromagnetik dapat terradiasi ke udara di sekitar saluran.

Sebaliknya, jika saluran tidak balans, maka medan elektromagnetik tersebut akan membesar dan menyebabkan radiasi saluran. Benda-benda dari logam dalam medan elektromagnetik tersebut akan menyebabkan ke-tidak balans-an saluran, dan dapat menyebabkan radiasi saluran. Energi radiasi ini tentu saja tak akan diterima antena.

Dalam saluran koaksial, medan elektromagnetik akan tertahan dalam saluran. Dan ini menyebabkan tidak adanya kehilangan radiasi dari saluran, jika terminasinya dengan beban yang tidak balans cukup baik, dan juga jika benda yang berdekatan dengan saluran tidak menyebabkan suatu akibat apapun pada saluran.

Energi radio berada sepenuhnya di dalam saluran koaksial. Konduktor luar "dingin" dengan arus listrik, sebaliknya medan listrik di dalam saluran akan ter-terminasi seluruhnya pada permukaan dalam dari konduktor tadi. Medan magnet arahnya tegak lurus dengan medan listrik.

Radiasi saluran dapat menyebabkan pola radiasi antena yang seharusnya simetris menjadi tidak simetris lagi terhadap sumbunya. Dan juga dapat menyebabkan jeleknya rasio front-to-back dari antena. Dalam situasi seperti ini, transformator tak dapat ditempatkan di antara saluran koaksial dengan antenanya.

Sistem yang mengombinasikan proses matching dengan balun bisa menyebabkan adanya transformasi impedansi hingga dicapai keadaan matching, di samping juga memberikan terminasi tidak balans - balans. Pada contoh (A) adalah gamma match. Tongkat L merupakan transformator matching variabel. Sedangkan kapasitor (C) menge-tune sistem matching, sampai dicapai keadaan resonansi. Pada gambar (B), diberi omega match yang memberi transformasi impedansi yang mempunyai cakupan cukup besar. Kedua peralatan ini diberikan untuk mengatur supaya dicapai harga terendah dari SWR dalam saluran transmisi.

Transformator Pembalans

Kebanyakan peralatan pemancar dari para amatir radio didesain untuk digunakan dengan saluran transmisi yang tak balans. Dan terpaksa, untuk menyambungkan dengan antena yang balans, hubungan antara keadaan yang balans dan tidak balans ini tidak dibuat secara langsung. Karena dengan demikian, akan menyebabkan suatu keadaan yang tidak kontinyu ke-balans-annya.

Keadaan ini menyebabkan kehilangan radiasi dari saluran yang mungkin bisa mengurangi kebaikan karakteristik antena yang digunakan, lihat gambar 2. Pada suatu contoh pemasangan, yagi tiga elemen dipasangkan langsung dengan saluran koaksial, konduktor dalam dari saluran di-feed pada setengah bagian dari elemen driver, dan selubung feed pada bagian yang setengahnya lagi.

Karena keadaan yang tidak balans ini, radiasi saluran terjadi, tentunya akan mengurangi kebaikan rasio front-to-back antena Anda, dan pola radiasi antena menjadi tak simetris terhadap sumbunya. Untuk mengatasi kesulitan semacam ini, perlu pemasangan suatu transfomator pembalans, yang diletakkan di antara antena beam Anda dengan saluran koaksial. Alat ini sering disebut sebagai BALUN.

Pekerjaan dari balun adalah untuk mempertahankan keadaan adanya arus yang sama dan saling berlawanan arah di dalam saluran transmisi. Sambil juga, memperkecil impedansi ke tanah yang sangat tinggi di antara sebagian dari antena yang disambungkan ke selubung saluran transmisi. Secara elektris, balun ini seolah-olah mengubah, sehingga pada ujung saluran itu disambungkan antena yang balans.

Banyak juga antena yang menyertakan balun dalam sistem matching-nya, sebagai contoh adalah gamma matching, atau omega matching. Peralatan seperti ini dapat melakukan proses matching impedansi, sambil memberi transformasi balans - tidak balans hingga balun tak dibutuhkan lagi.

Saluran koaksial sebaiknya dijauhkan dengan arah benar terhadap antena, untuk mencegah terjadinya kopling antara saluran dan elemen antena. Balun digunakan untuk membuat terminasi yang tepat di antara saluran koaksial yang tak balans dan elemen antena dipole yang balans. Terlihat bahwa perlu diberikan suatu lingkaran saluran yang kendor di sebelah kirinya, supaya antena bisa diputarkan. Gambar 5 : Antena dipole yang tidak menggunakan balun.

Penempatan Saluran

Posisi saluran terhadap antena harus dijaga, diperhatikan, supaya didapat kondisi operasi yang dibutuhkan. Sepanjang saluran menuju ke antena terdapat medan radiasi dari antena, dan medan radiasi RF dari antena itu bisa menyebabkan kopling dengan saluran. Arus saluran sebenarnya, harganya sulit diketahui. Dikarenakan, seperti juga pembacaan SWR, harga mutlak tak bisa dipercaya dengan pasti.

Rekomendasi

Untuk menjaga agar terdapat arus balans dalam saluran koaksial, dan juga untuk memperkecil arus antena di luar saluran sampai seminimum mungkin, maka peletakan saluran harus sedemikian rupa, hingga arahnya menjauhi antena, dengan sudut yang benar (yaitu ke luar atau menuruni menara) dari saluran antena.

Paling dekat adalah kira-kira sejauh setengah panjang gelombang, lihat gambar 4. Sebagai tambahan, balun dapat juga dipergunakan di antara antena yang balans dengan saluran koaksial, untuk mempertahankan keadaan distribusi arus yang baik dalam sistem antena, maupun supaya pengukuran SWR lebih teliti.

Memakai Balun Dipole ?

Pada banyak instalasi antena, tidak diperlukan balun dan performans. Antena yang lebih baik didapatkan tanpa pemasangan balun. Misal antena dipole pada frekuensi rendah untuk komunikasi 80 meter di-fed langsung oleh saluran koaksial, tanpa memerlukan balun. Arus radiasi dengan polarisasi vertikal, sedangkan salurannya sendiri diarahkan ke bawah secara vertikal dari antena.

Radiasi dari saluran akan menyebabkan pola radiasi antena tidak mempunyai titik nol. Dan pola yang baru ini menyerupai pola radiasi antena omni directional (segala arah), yang sangat berguna buat banyak sistem komunikasi. Untuk menghindari radiasi saluran terjadi selama operasi pemancaran, dan supaya didapat hasil pembacaan SWR yang akurat, maka panjang saluran tidak sembarangan, melainkan ada suatu aturan yang baik.

Panjang saluran yang paling baik adalah kelipatan ganjil dari seperempat panjang gelombang. Hal ini akan menempatkan pemancar dekat dengan potensial tanah, dan akan menyebabkan radiasi saluran hanya mempunyai pengaruh kecil terhadap pemancar. Sedangkan sebagai umpan balik RF, maka sebuah kawat ground bisa ditempatkan. Selamat mencoba. Apabila Anda menemukan masalah, hubungi kami. Sukses !! (Ahmad Kadafi)