Por Francisco Tesifom Munhoz, PU2XBO
Em sistemas de telecomunicações e, especialmente, em aplicações de rádio e antenas, é comum a necessidade de compatibilizar diferentes tipos de conexões elétricas e de ajustar impedâncias para garantir a máxima transferência de energia entre os componentes. Nesse contexto, surgem dois dispositivos bastante utilizados, mas muitas vezes pouco compreendidos: o Balun e o Unun. Ambos desempenham funções essenciais na adaptação de sinais de radiofrequência, evitando perdas e distorções que podem comprometer o desempenho do sistema.
O BALUN
O termo Balun é uma junção das palavras balanced (balanceado) e unbalanced (desbalanceado), o que já indica sua principal função: fazer a transição entre um circuito balanceado e outro desbalanceado. Para compreender sua utilidade, é importante lembrar que uma antena dipolo, por exemplo, é um sistema balanceado, pois as correntes fluem na mesma direção nos condutores que formam a antena, crescendo em sinais contrários em em relação ao ponto de alimentação em perfeito equilíbrio. Já o cabo coaxial é desbalanceado, ele tem um condutor central e uma malha externa ligada ao terra.
Quando ligamos o coaxial direto no dipolo, o equilíbrio se perde. Como resultado parte do sinal acaba escapando pela malha do cabo, que passa a irradiar como se fosse uma antena extra, bagunçando o padrão de radiação e criando interferências indesejadas. Se por algum motivo você lembrou da antena Flowerpot, comentarei mais adiante.
O Balun é o componente responsável por restabelecer esse equilíbrio, impedindo que o cabo participe indevidamente da emissão do sinal e garantindo que a energia gerada pelo transmissor seja conduzida à antena de forma simétrica e eficiente.
Em relação à faixa de atuação, baluns podem ser sintonizados (implementados com coaxiais) ou banda larga (implementados via transformadores em núcleos de ferrite ou de ar). Eles podem também acoplar impedâncias e servem também para reduzir o acoplamento de ruído captado pelo cabo coaxial, algo muito importante atualmente, e podem ser muito úteis contra os problemas de retorno de RF na transmissão, algo particularmente comum quando utilizamos computadores para operar em algum modo digital, por exemplo.
O UNUN
Já o Unun, cujo nome deriva de unbalanced to unbalanced, tem um papel diferente. Ele é utilizado quando tanto a antena quanto o cabo coaxial são desbalanceados, mas existe uma diferença de impedância entre eles. Um exemplo típico ocorre em antenas verticais ou em antenas Long Wire (de fio longo), nas quais a impedância natural pode ser bem diferente dos 50 ohms padrão do cabo coaxial e do transmissor. O Unun atua, portanto, como um transformador de impedância, ajustando os níveis de forma que a potência seja transferida de maneira otimizada, sem reflexões ou perdas excessivas.
Em resumo
Tanto Baluns quanto Ununs são, em essência, dispositivos que podem ser construídos com enrolamentos de fio condutor sobre núcleos de ferrite, com os próprios cabos coaxiais, "por luvas" (sleeve), enrolamentos em núcleo de ar, etc. Detalhes construtivos como o número de espiras, o material do núcleo e outros determinam suas características elétricas e a faixa de frequências em que atuam. Esses dispositivos ainda exercem uma função adicional de isolamento, evitando que correntes indesejadas retornem pelo cabo e causem ruídos ou interferências em outros equipamentos do sistema.
De forma simplificada, pode-se dizer que o Balun é um “intérprete” entre dois mundos, o balanceado e o desbalanceado, enquanto o Unun é um “ajustador” que garante que sistemas desbalanceados, mas com diferentes impedâncias, consigam trabalhar em harmonia. Ambos são fundamentais para assegurar que antenas e transmissores funcionem de modo eficiente, preservando a integridade do sinal e maximizando o aproveitamento da potência disponível.
A antena Flowerpot
Analisemos então a antena Flowerpot, um projeto bastante engenhoso que, à primeira vista, pode causar essa dúvida: “se toda antena alimentada por cabo coaxial desbalanceado costuma precisar de um balun, por que essa não usa?” A resposta está justamente no modo como ela é construída.
A antena Flowerpot é essencialmente uma antena coaxial de meia onda, onde parte do próprio cabo coaxial é aproveitada como elemento irradiante. Ela é composta por dois trechos principais, sendo o primeiro o elemento ativo (1/4 de onda) que é o condutor central do cabo que irradia o sinal e o segundo, o elemento de referência (contrapeso) que é formado pela malha do cabo coaxial, que atua como a outra metade virtual do dipolo de meia onda.
Ou seja, diferentemente de uma antena dipolo tradicional (em que cada elemento é fisicamente separado), a Flowerpot cria um “dipolo disfarçado” dentro do próprio cabo. A parte inferior do coaxial que, em um dipolo comum, tenderia a irradiar indevidamente é bloqueada por uma bobina de choque (choke balun) feita enrolando-se algumas espiras do próprio cabo coaxial sobre um tubo de PVC.
Essa bobina serve como uma barreira de alta impedância para correntes de modo comum, impedindo que o sinal de RF desça pela malha do cabo e cause radiação indesejada. Na prática, essa bobina cumpre o papel do balun, embora tecnicamente não seja um “balun clássico” do tipo transformador de impedância ou balanceador.
Em resumo, a antena Flowerpot não precisa de um balun externo, porque ela já incorpora internamente um choke, feito do próprio cabo, que atua como isolante entre a parte ativa da antena e o restante da linha de alimentação. Esse arranjo simples, mas muito eficiente, garante que a energia do transmissor seja irradiada apenas pela porção correta da antena e não pelo cabo, mantendo o sistema equilibrado e com baixo nível de interferências.
Em síntese, compreender o papel do Balun e do Unun é essencial para qualquer profissional ou entusiasta que deseje extrair o máximo desempenho de um sistema de antenas. Embora sejam componentes discretos e muitas vezes subestimados, eles representam a fronteira entre a teoria e a prática da engenharia de comunicações. São os responsáveis por assegurar que a energia do transmissor seja transferida de forma eficiente, que as correntes fluam de maneira equilibrada e que o sistema opere com estabilidade e previsibilidade.
Sobre o autor
Francisco Tesifom Munhoz - PU2XBO - , é engenheiro eletricista sênior, com especialização em eletrônica digital e telecomunicações. Graduado pela FACENS e mestre em Ciências Ambientais pela UNESP, atua há mais de 30 anos como professor universitário, dedicando-se ao ensino e à pesquisa em engenharia e tecnologias aplicadas. Com ampla experiência no desenvolvimento de sistemas eletrônicos, contribui ativamente para a formação de profissionais e para a difusão do conhecimento técnico e científico no campo das telecomunicações, tecnologia da Informação e conservação de energia.
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