微带巴伦设计与仿真
具有陷波特性的宽带微带线-槽线巴伦的设计
１ 巴伦 的 设 计 与 结 构
提 出的具有 陷 波特性 的 宽带微 带线 一槽 线 巴伦 的
结构 如 图 １所示 。 巴伦 选 取 相 对介 电常 数 为 ２ ． ６ ５ ， 厚 度为 ２ ｍ ｍ 的介 质基板 印制 。介 质 基 板 的上 层 是带 有
ｐ ｅ ｄ ａ ｎ ｃ ｅ ｂ ａ ｎ ｄ ｗｉ ｄ ｔ ｈ ｗｉ ｔ ｈ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ｓ ｌ ｅ ｓ ｓ ｔ ｈａ ｎ 一１ ０ ｄ Ｂ ａ ｎ ｄ ｉ ｎ ｓ ｅ ￣ｌ ｏ ｓ ｓ ｂｅ ｔ ｔ ｅ ｒ ｔ ｈａ ｎ 一１ ． ８ ｄ Ｂ ｃ ｏ ｖ ｅ ｒ ｓ ０． ３ ８—
ａ ， ｒ ｌ ａ ２ ０ １ ５ 年 第 ２ ８ 卷 第 ６ 期
Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｓ ｃ ｉ ． ＆Ｔ ｅ ｃ ｈ ． ／ Ｊ ｕ ｎ ． １ ５．２ ０１ ５
ｄ ｏ ｉ ：１ ０ ． １ ６ １ ８ ０ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ｌ Ｏ ０ ７— ７ ８ ２ ０ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ６ ． ０ ４ ７
通信 技 术 的快 速 发展 ， 无线 频谱 资源 的 日趋 密 集 ，
使得通信设备的集成度逐渐增加 ， 并可拥有多种无线 通信 模块 ， 同时相 互稳 定 、 高效 地工作 。这也 就 对通 信 设 备 的前端 关键 部件 天线 提 出 了更 高 的要求 Ｊ 。
平衡 结 构 的天 线 一 般都 具 有 完 全 对 称 的 辐 射 臂 。 当采用 微带 线 、 共 面 波 导或 同轴 线 等 不 平衡 馈 线 馈 电 时， 为 实现 天线 馈 电 网 络 的 阻抗 匹配 并保 证 天线 的 电
HFSS验证性仿真实验报告样例
《微波技术与天线》HFSS仿真实验报告实验二印刷偶极子天线设计一、仿真实验内容和目的使用HFSS设计一个中心频率为2.45GHz的采用微带巴伦馈线的印刷偶极子天线，并通过HFSS软件Opitmetrics模块的参数扫描分析功能对印刷偶极子天线的一些重要结构参数进行参数扫描分析，分析这些参数对天线性能的影响。
二、设计模型简介整个天线分为5个部分，即介质层，偶极子天线臂，微带巴伦线，微带传输线，见图1。
天线各部分结构尺寸的初始值见表1。
图1 印刷偶极子天线结构图（顶视图）。
表1 印刷偶极子天线关键结构尺寸初始值。
三、建模和仿真步骤1、新建HFSS工程，添加新设计，设置求解类型：Driven Modal。
2、创建介质层。
创建长方体，名称设为Substrate，材质为FR4_epoxy,颜色为深绿色，透明度为0.6。
3、创建上层金属部分1）创建上层金属片，建立矩形面，名称Top_Patch,颜色铜黄色。
2）创建偶极子位于介质层上表面的一个臂。
画矩形面，名称Dip_Patch,颜色铜黄色。
3）创建三角形斜切角，创建一个三角形面，把由矩形面Top_Patch 和Dip_Patch组成的90折线连接起来。
4）合并生成完整的金属片模型。
4、创建下表面金属片1）创建下表面传输线Top_patch_1。
2）创建矩形面Rectangle1。
3）创建三角形polyline2。
4）镜像复制生成左侧的三角形和矩形面此步完成后得到即得到印刷偶极子天线三维仿真模型如图2所示。
5、设置边界条件1）分配理想导体。
2）设置辐射边界条件，材质设为air。
6、设置激励方式：在天线的输入端口创建一个矩形面最为馈电面，设置该馈电面的激励方式为集总端口激励，端口阻抗为50欧姆。
7、求解设置：求解频率（Solution Frequency）为2.45GHz，自适应网格最大迭代次数（Maximum Number of Passes）：20，收敛误差（Maximum Delta S）为0.02。
传输线巴伦的原理设计、制作及测试
传输线平衡器（巴伦）的原理、设计、制作及测试一、平衡器（巴伦）的由来平衡器即Balancing Device，其主要作用是完成由单端传输（如：同轴线、微带线等）变换为差分传输（如：半波振子天线，推挽电路等）之间的变换，又称为平衡-不平衡变换器即Balance-Unbalance，英文将其合并缩写成一个新词Balun，音译为巴伦。
以下文中所提到的平衡器、平衡-不平衡变换器、巴伦，都是指这一类器件。
巴伦在无线电中有着广泛的用途，由于其原理结构多种多样，并且可以互相组合，使得许多朋友在自制巴伦时有无从下手的感觉，哪种结构适合？如何选择材料？如何计算制作参数？如何衡量巴伦的性能？对于我们业余爱好者，主要就是用在天线的馈电和高频功放中，完成平衡-不平衡及阻抗变换的作用，工作在短波1.8MHZ~30MHZ，并要求取材和制作容易。
结合我对巴伦的认识理解，认为传输线结构的巴伦，更适合短波通信，其性能好、取材方便、制作容易，但其理论不易理解，造成很多朋友将其搞成了磁耦合变压器结构，出现频带窄、功率容量小、驻波不平坦的问题，结果当然达不到传输线变换器的效果。
下面就我个人对传输线变换器的粗浅理解，简单描述一下做巴伦的情况，如需要更深入的了解可以参考有关文献资料，有不当之处，还请各位前辈指正，谢谢！二、传输线平衡器（巴伦）的简单原理平衡器有很多种，按平衡条件可以分为四大类：扼流式（扼制不平衡电流）、对称式（对地阻抗平衡）、倒相式（电压倒相）、磁耦合式（电流共扼）。
我这里主要描述一下基于传输线变换器的平衡-不平衡变换，同时具备阻抗变换作用的巴伦，兼有扼流式和磁耦合式的特征。
传输线变换器的结构如上图，它是在高频磁环上缠绕一组或几组传输线，利用不同的连接方法来完成阻抗变换和平衡-不平衡变换作用。
能量从变换器的始端到终端是通过传输线的分布电容、分布电感以及电磁能量交换的形式来传送的，这和通常的绕匝变压器不同，它克服了绕匝变压器在高频时由于线圈的分布电容所带来的不利影响，改善了高频特性。
微带巴伦设计与仿真.docx
微带巴伦设计与仿真在频率较高的情况下（大于 1GHz ）, LC 巴伦由于电感，电容的寄生效应，自谐振频率等影 响，性能将变差，而在高频上，用微带线设计的巴伦在性能，尺寸上都比较理想，本文讲解在较高频率上如何设计微带线巴伦并进行ADS 仿真。
微带巴伦的结果如下所示:AA Ba 菲平耐入 AAE D B 3微带线A 的长度为0.5个波长，微带线 B 的长度为0.25个波长，波长为在实际基板上的信 号波长，需要考虑基板的介电常数。
巴伦的性能和所用的节数有关系，节数越多，频宽越宽，不过节数越多，尺寸也越大，上图为4节微带线巴伦。
F 面分别用ADS 对一节，两节，三节微带线巴伦进行仿真。
一节微带线巴伦：黑 S1PARAMETERS |' ..............................................SP1 .......................................St_art=3 GHz .......................Stop=4 GHzStep=10 MHz .......................■ TLIN ■ •-■TL3 -.Z=50,D OhmE=90F=3.5 GHz仿真结果:TLI 忖■ TLIN TL1- - - TLi - 子幫軒z ^5D 0衍祜 E=180. . , F 士grt ・• F^.5GHz ,F i.5GHz 叫丁口忖.'' HTL4 Z=50：0 Qhm E=18D .. ijermTermlNurri=1Z=60 OhmTjerm ” Term2 Num=2 Z=50 Ohm Term ' Tsrm3 - Num=3 Z=50 Ohm s ' pm4 freq=3.500GHz pM 犬（5（玄卄）二90.00。
|卜出汨£（2」））=90000大频宽内都保持180°正交，幅度在100MHz 范围内基本两路平衡输出保持一致，插损在0.5dB 左右。
一种P波段微带巴伦的设计
ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｓ ｏ ｆ ａ ｂ ａ ｌ ｕ ｎ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ｍａ ｊ ｏ ｒ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ａ ｓ ｗｅ ｌ ｌ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｓ ｔ ｅ ｐ ｓ ． Ａ Ｐ — Ｂａ ｎ ｄ ，ｄ ｏ ｕ ｂ ｌ ｅ － ｓ ｉ ｄ ｅ ｄ
示 了巴伦 的低频 电路原理 。
备 中的 射 频 前 端 器 件 的研 究 发 展 带 来 了极 大 的机
遇 和挑 战 。巴伦 在 射频 收发 系统 中扮 演着 重要 的角
色 ，在大量 的电子设备 中有着极为广泛 的应用。
本 文重 点介 绍 了 巴伦 的基 本 工作 原理 及主 要设
计 指标 ，提 出了一 种双 层微 带功 分器 巴伦 的设 计方
给 出 了其主 要技 术 指标 及 设计 步骤 ，设 计 了一 种Ｐ 波段 双 面微 带 形 式 巴伦 ，并 结合 实物 验证 了这
种 设 计 的有 效 性和 可行 性 。
关 键 词 ： 巴伦 ；双面 微 带 ；Ｐ 波 段
中 图分 类 号 ：Ｔ Ｎ９ ５ ７ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文章编号 ： ２ ０ ９ ５ — ８ ４ １ ２（ ２ ｏ １ ５ ） ０ １ ． ０ ５ １ ． ０ ４
图１ 巴伦低频 电路
法 ，从 理 论上 分析 了这 种 巴伦 的性能 ，并 结合 仿真
软 件给 出相应 的仿 真结 果 ，最后 通过 实物验 证 了这
种设计方法 的正确性和可行性 。
由图可 见 ，巴伦 初级 的一端 是接 地端 ，是 不平 衡端 口。 巴伦次 级端 口２ 和端 口３ 都 属非 接地端 ，对
引 言
随 着无 线 电通信 和微 波 电路技 术 的发展 ，无线 通 信 、雷 达 、 电子 对抗 等 电子设备 正 向着 集成 化 、
传输线巴伦的原理设计制作及测试
传输线平衡器（巴伦）的原理、设计、制作及测试一、平衡器（巴伦）的由来平衡器即Balancing Device，其主要作用是完成由单端传输（如：同轴线、微带线等）变换为差分传输（如：半波振子天线，推挽电路等）之间的变换，又称为平衡-不平衡变换器即Balance-Unbalance，英文将其合并缩写成一个新词Balun，音译为巴伦。
以下文中所提到的平衡器、平衡-不平衡变换器、巴伦，都是指这一类器件。
巴伦在无线电中有着广泛的用途，由于其原理结构多种多样，并且可以互相组合，使得许多朋友在自制巴伦时有无从下手的感觉，哪种结构适合？如何选择材料？如何计算制作参数？如何衡量巴伦的性能？对于我们业余爱好者，主要就是用在天线的馈电和高频功放中，完成平衡-不平衡及阻抗变换的作用，工作在短波1.8MHZ~30MHZ，并要求取材和制作容易。
结合我对巴伦的认识理解，认为传输线结构的巴伦，更适合短波通信，其性能好、取材方便、制作容易，但其理论不易理解，造成很多朋友将其搞成了磁耦合变压器结构，出现频带窄、功率容量小、驻波不平坦的问题，结果当然达不到传输线变换器的效果。
下面就我个人对传输线变换器的粗浅理解，简单描述一下做巴伦的情况，如需要更深入的了解可以参考有关文献资料，有不当之处，还请各位前辈指正，谢谢！二、传输线平衡器（巴伦）的简单原理平衡器有很多种，按平衡条件可以分为四大类：扼流式（扼制不平衡电流）、对称式（对地阻抗平衡）、倒相式（电压倒相）、磁耦合式（电流共扼）。
我这里主要描述一下基于传输线变换器的平衡-不平衡变换，同时具备阻抗变换作用的巴伦，兼有扼流式和磁耦合式的特征。
传输线变换器的结构如上图，它是在高频磁环上缠绕一组或几组传输线，利用不同的连接方法来完成阻抗变换和平衡-不平衡变换作用。
能量从变换器的始端到终端是通过传输线的分布电容、分布电感以及电磁能量交换的形式来传送的，这和通常的绕匝变压器不同，它克服了绕匝变压器在高频时由于线圈的分布电容所带来的不利影响，改善了高频特性。
巴伦的原理、设计、制作
一、平衡器（巴伦）的由来平衡器即Balancing Device，其主要作用是完成由单端传输（如：同轴线、微带线等）变换为差分传输（如：半波振子天线，推挽电路等）之间的变换，又称为平衡-不平衡变换器即Balance-Unbalance，英文将其合并缩写成一个新词Balun，音译为巴伦。
以下文中所提到的平衡器、平衡-不平衡变换器、巴伦，都是指这一类器件。
巴伦在无线电中有着广泛的用途，由于其原理结构多种多样，并且可以互相组合，使得许多朋友在自制巴伦时有无从下手的感觉，哪种结构适合？如何选择材料？如何计算制作参数？如何衡量巴伦的性能？对于我们业余爱好者，主要就是用在天线的馈电和高频功放中，完成平衡-不平衡及阻抗变换的作用，工作在短波1.8MHZ~30MHZ，并要求取材和制作容易。
结合我对巴伦的认识理解，认为传输线结构的巴伦，更适合短波通信，其性能好、取材方便、制作容易，但其理论不易理解，造成很多朋友将其搞成了磁耦合变压器结构，出现频带窄、功率容量小、驻波不平坦的问题，结果当然达不到传输线变换器的效果。
下面就我个人对传输线变换器的粗浅理解，简单描述一下做巴伦的情况，如需要更深入的了解可以参考有关文献资料，有不当之处，还请各位前辈指正，谢谢！二、传输线平衡器（巴伦）的简单原理平衡器有很多种，按平衡条件可以分为四大类：扼流式（扼制不平衡电流）、对称式（对地阻抗平衡）、倒相式（电压倒相）、磁耦合式（电流共扼）。
我这里主要描述一下基于传输线变换器的平衡-不平衡变换，同时具备阻抗变换作用的巴伦，兼有扼流式和磁耦合式的特征。
传输线变换器的结构如上图，它是在高频磁环上缠绕一组或几组传输线，利用不同的连接方法来完成阻抗变换和平衡-不平衡变换作用。
能量从变换器的始端到终端是通过传输线的分布电容、分布电感以及电磁能量交换的形式来传送的，这和通常的绕匝变压器不同，它克服了绕匝变压器在高频时由于线圈的分布电容所带来的不利影响，改善了高频特性。
巴伦的原理、设计、制作
一、平衡器（巴伦）的由来平衡器即Balancing Device，其主要作用是完成由单端传输（如：同轴线、微带线等）变换为差分传输（如：半波振子天线，推挽电路等）之间的变换，又称为平衡-不平衡变换器即Balance-Unbalance，英文将其合并缩写成一个新词Balun，音译为巴伦。
以下文中所提到的平衡器、平衡-不平衡变换器、巴伦，都是指这一类器件。
巴伦在无线电中有着广泛的用途，由于其原理结构多种多样，并且可以互相组合，使得许多朋友在自制巴伦时有无从下手的感觉，哪种结构适合？如何选择材料？如何计算制作参数？如何衡量巴伦的性能？对于我们业余爱好者，主要就是用在天线的馈电和高频功放中，完成平衡-不平衡及阻抗变换的作用，工作在短波1.8MHZ~30MHZ，并要求取材和制作容易。
结合我对巴伦的认识理解，认为传输线结构的巴伦，更适合短波通信，其性能好、取材方便、制作容易，但其理论不易理解，造成很多朋友将其搞成了磁耦合变压器结构，出现频带窄、功率容量小、驻波不平坦的问题，结果当然达不到传输线变换器的效果。
下面就我个人对传输线变换器的粗浅理解，简单描述一下做巴伦的情况，如需要更深入的了解可以参考有关文献资料，有不当之处，还请各位前辈指正，谢谢！二、传输线平衡器（巴伦）的简单原理平衡器有很多种，按平衡条件可以分为四大类：扼流式（扼制不平衡电流）、对称式（对地阻抗平衡）、倒相式（电压倒相）、磁耦合式（电流共扼）。
我这里主要描述一下基于传输线变换器的平衡-不平衡变换，同时具备阻抗变换作用的巴伦，兼有扼流式和磁耦合式的特征。
传输线变换器的结构如上图，它是在高频磁环上缠绕一组或几组传输线，利用不同的连接方法来完成阻抗变换和平衡-不平衡变换作用。
能量从变换器的始端到终端是通过传输线的分布电容、分布电感以及电磁能量交换的形式来传送的，这和通常的绕匝变压器不同，它克服了绕匝变压器在高频时由于线圈的分布电容所带来的不利影响，改善了高频特性。
一种新型的超宽带微带转共面带状线巴伦
一种新型的超宽带微带转共面带状线巴伦余冬【摘要】设计了一种新型的微带转共面带状线(Coplanar StripLine以下简称CPS)的巴伦结构.它可以应用于多种常用的介质板上,具有结构紧凑、超宽带、低损耗的特点.制作了一个两端为50Ω微带线的背靠背电路,测试得插入损耗(S21)＞-1dB、回波损耗(S11)＜-15dB的带宽为2.7GHz～7.3GHz,S21＞-4dB、S11＜-10dB的带宽为1.4GHz～15.6GHz .【期刊名称】《数字技术与应用》【年(卷),期】2010(000)007【总页数】2页(P151-152)【关键词】微带;共面带状线;转换;巴伦;超宽带【作者】余冬【作者单位】上海航天局804所,上海,201109【正文语种】中文【中图分类】TN7131 引言CPS是一种单面的平衡线，具有尺寸小、易于集成在各种轮廓表面且不连续性带来的寄生效应小等优点，它广泛应用于微波平衡混频器、滤波器、移相器和天线等设备中。
微带线是一种最常用的非平衡传输线。
为了能充分应用这两种传输线的优点，我们需要设计一种低损耗、小尺寸、宽频带的巴伦电路。
现在已经报导了几种微带转CPS的巴伦结构。
一种基于模式转换原理的单面变换巴伦背靠背电路的3dB插损带宽为4.5 GHz[1];一种应用优化平衡T形结的巴伦变换背靠背电路的3dB插损带宽可以达到7GHz（68%）[2（]见图1(a)）；一种应用切比雪夫变换段和λ 4 扇形匹配的巴伦变换背靠背电路的3dB插损带宽达到9.4GHz（1GHz～10.5GHz，162%）[3]，（见图1(b)）。
以上介绍的电路中，其中部分需制作在高介电常数的介质板上以达到微带线和cps 之间的阻抗匹配；并且以上的电路中微带线和cps之间的地板存在不连续性，这会形成阻抗突变，电路的匹配性在高频端较差。
本文提出了一种新型的巴伦电路，它可以制作在多种常用介质板上。
通过调整地板的渐变区及扇形段的半径和角度来可以实现微带线与CPS的阻抗匹配。
LTCC微型巴伦设计
LTCC微型巴伦设计
孙超;戴永胜
【期刊名称】《应用物理》
【年(卷),期】2016(006)003
【摘要】本文提出了一种基于LTCC (低温共烧陶瓷)技术的微型巴伦的设计与实现方法。
此种巴伦采用Marchand型结构,运用LTCC多层三维立体集成技术,通过宽边耦合的螺旋型结构实现1/4波长耦合线,大大减小了巴伦的实际体积。
随后通过带状线末端电容加载技术的改进型结构,近一步缩小了耦合线长,实现了结构的微型化。
最终设计的巴伦工作频带1.5~3 GHz,具有插损小,幅度平坦性好,相位一致性高的优点,巴伦尺寸为2.5 mm × 3 mm × 1.2 mm。
文章讨论了该巴伦工作原理、微型化的设计思路、三维结构,最后给出了设计的仿真和测试结果,两者一致性较好。
【总页数】6页(P36-41)
【作者】孙超;戴永胜
【作者单位】[1]南京理工大学电子工程与光电技术学院,江苏南京;;[1]南京理工大学电子工程与光电技术学院,江苏南京
【正文语种】中文
【中图分类】TN7
【相关文献】
1.基于LTCC技术的微型化巴伦设计 [J], 刘红;叶强
2.小型LTCC巴伦的设计 [J], 蒋万兵;金龙;杨世朝;胡季岗
3.用于实现LTCC双平衡星型混频器的宽带巴伦设计 [J], 张晓阳;陈建荣
4.用于实现LTCC双平衡混频器的宽带巴伦设计 [J], 黄齐波;陈建荣
5.一种小型化LTCC集总巴伦设计 [J], 王鑫;戴永胜;;
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传输线平衡器(巴伦)的原理、设计、制作及测试
巴伦传输线平衡器（巴伦）的原理、设计、制作及测试一、平衡器（巴伦）的由来平衡器即Balancing Device，其主要作用是完成由单端传输（如：同轴线、微带线等）变换为差分传输（如：半波振子天线，推挽电路等）之间的变换，又称为平衡-不平衡变换器即Balance-Unbalance，英文将其合并缩写成一个新词Balun，音译为巴伦。
以下文中所提到的平衡器、平衡-不平衡变换器、巴伦，都是指这一类器件。
巴伦在无线电中有着广泛的用途，由于其原理结构多种多样，并且可以互相组合，使得许多朋友在自制巴伦时有无从下手的感觉，哪种结构适合？如何选择材料？如何计算制作参数？如何衡量巴伦的性能？对于我们业余爱好者，主要就是用在天线的馈电和高频功放中，完成平衡-不平衡及阻抗变换的作用，工作在短波1.8MHZ~30MHZ，并要求取材和制作容易。
结合我对巴伦的认识理解，认为传输线结构的巴伦，更适合短波通信，其性能好、取材方便、制作容易，但其理论不易理解，造成很多朋友将其搞成了磁耦合变压器结构，出现频带窄、功率容量小、驻波不平坦的问题，结果当然达不到传输线变换器的效果。
下面就我个人对传输线变换器的粗浅理解，简单描述一下做巴伦的情况，如需要更深入的了解可以参考有关文献资料，有不当之处，还请各位前辈指正，谢谢！二、传输线平衡器（巴伦）的简单原理平衡器有很多种，按平衡条件可以分为四大类：扼流式（扼制不平衡电流）、对称式（对地阻抗平衡）、倒相式（电压倒相）、磁耦合式（电流共扼）。
我这里主要描述一下基于传输线变换器的平衡-不平衡变换，同时具备阻抗变换作用的巴伦，兼有扼流式和磁耦合式的特征。
传输线变换器的结构如上图，它是在高频磁环上缠绕一组或几组传输线，利用不同的连接方法来完成阻抗变换和平衡-不平衡变换作用。
能量从变换器的始端到终端是通过传输线的分布电容、分布电感以及电磁能量交换的形式来传送的，这和通常的绕匝变压器不同，它克服了绕匝变压器在高频时由于线圈的分布电容所带来的不利影响，改善了高频特性。
最新传输线巴伦的原理设计、制作及测试
传输线平衡器（巴伦）的原理、设计、制作及测试一、平衡器（巴伦）的由来平衡器即Balancing Device，其主要作用是完成由单端传输（如：同轴线、微带线等）变换为差分传输（如：半波振子天线，推挽电路等）之间的变换，又称为平衡-不平衡变换器即Balance-Unbalance，英文将其合并缩写成一个新词Balun，音译为巴伦。
以下文中所提到的平衡器、平衡-不平衡变换器、巴伦，都是指这一类器件。
巴伦在无线电中有着广泛的用途，由于其原理结构多种多样，并且可以互相组合，使得许多朋友在自制巴伦时有无从下手的感觉，哪种结构适合？如何选择材料？如何计算制作参数？如何衡量巴伦的性能？对于我们业余爱好者，主要就是用在天线的馈电和高频功放中，完成平衡-不平衡及阻抗变换的作用，工作在短波1.8MHZ~30MHZ，并要求取材和制作容易。
结合我对巴伦的认识理解，认为传输线结构的巴伦，更适合短波通信，其性能好、取材方便、制作容易，但其理论不易理解，造成很多朋友将其搞成了磁耦合变压器结构，出现频带窄、功率容量小、驻波不平坦的问题，结果当然达不到传输线变换器的效果。
下面就我个人对传输线变换器的粗浅理解，简单描述一下做巴伦的情况，如需要更深入的了解可以参考有关文献资料，有不当之处，还请各位前辈指正，谢谢！二、传输线平衡器（巴伦）的简单原理平衡器有很多种，按平衡条件可以分为四大类：扼流式（扼制不平衡电流）、对称式（对地阻抗平衡）、倒相式（电压倒相）、磁耦合式（电流共扼）。
我这里主要描述一下基于传输线变换器的平衡-不平衡变换，同时具备阻抗变换作用的巴伦，兼有扼流式和磁耦合式的特征。
传输线变换器的结构如上图，它是在高频磁环上缠绕一组或几组传输线，利用不同的连接方法来完成阻抗变换和平衡-不平衡变换作用。
能量从变换器的始端到终端是通过传输线的分布电容、分布电感以及电磁能量交换的形式来传送的，这和通常的绕匝变压器不同，它克服了绕匝变压器在高频时由于线圈的分布电容所带来的不利影响，改善了高频特性。
一种基于微带巴伦馈电的平面超宽带螺旋天线的设计
2 平面螺旋天线的设计
Altair 2015 技术大会论文集
2.1 平面等角螺旋天线基本原理
平面等角螺旋天线的两臂是由两条对称的等角螺旋臂构成。 一条臂绕着 Z 轴旋转 180 度可得 到另外一条臂，其中每一臂也都是由两条起始角相差为 的等角螺旋线构成的。平面等角螺旋天 线的方程为：
r 1 r0 e b
Altair 2015 技术大会论文集
一种基于微带巴伦馈电的平面超宽带螺旋天线的设计 design of a planar ultra wide band spiral antenna based on microstrip balun feed
韩非凡 陈佳佳 (桂林电子科技大学 信息与通信学院 广西 桂林 541004)
摘 要：本文提出了一种平面超宽带螺旋天线的设计，天线采用微带巴伦来馈电，能够实现了不
平衡到平衡的转换和阻抗变换。使用电磁软件 FEKO 进行仿真运算，仿真结果表明，该天线几乎 能够覆盖超宽带的工作频段 3.1GHz-10.6GHz,并且具有良好的驻波比特性。 在一定工作频段内具 有较好的轴比和方向图特性，可以满足工程设计的需要。
ln( z / z0）
作线性变化的渐变线， 其
z / z0
是由 1 到 ln(
Z L /Z0)作指数变
这样就可
z (l ) Zz Z 0e az 0 Z L , 实现阻抗变换的时候要求
z L z0e al
1 Z a ln( L ) l Z 0 巴伦的最短长度可以通过下面公式[6]算出 以求出指数值，即阻抗变换因子为
关键词：平面螺旋天线 超宽带 微带巴伦 Abstract: A ultra wide band planar spiral antenna fed by microstrip balun is proposed in this
900MHz微带封装宽边耦合巴伦的紧凑小型化研究
耦合器输 出端 口Ａ ４原本为隔离端 ， 这里可设定为 巴伦平 衡的 面封 装 巴伦 设 计 与 优 化 。实 际 的仿 真 优 化 设 计 可 分 成 两 步 进 输 出信号 的反相端 口。用与 巴伦右侧的定向耦合器 Ｂ的四个 行： 首先在仿真 电路模板上完成图 ｌ 的仿真设计和优 化， 这 时 端 口分别接入 的负载是 ： 与短截线连接的Ｂｌ 端 口接受右侧 Ａ２ 用芯板介质介 电常 数代 替上下基板 的介质特性；其次将所 得 来 的信号后被分为两路 ： 一路耦合至Ｂ３巴伦 的平衡信号 同相 到的巴伦电路装换为蛇 形曲线的紧凑小型化结构 ，由此进 一
工 作 条 件 ，由此 运 用 ＡＤ Ｓ等 仿 真 工 具 设 计 并 优 化 出 适 用 于 微 带／ 多 层宽 边 耦 合 小 型 紧凑 化 的封 装 巴伦 ， 给出
中心频率在 ９ ０ ０ ＭＨｚ 微 带／ 带状耦合型一体化封装 宽带巴伦 的仿真设计 ， 实验 电路 与实测结果 。
关键词 ： 小型化平 面微 带封装 巴伦 多层 印制板结构
化 巴伦 结构及组装原理 。三层封装 巴伦宽边耦合 电路构成 由
第一 层 的微 带 线 路 和 其 余 两 层 基 板 电路 组 合 构 成 。 其 结 构 及
● ａ
ｂ●
组装原理如图 ２ 所示 。 根据图 ｌ 所示的平衡／ 不 平 衡 巴伦 原 型
图 ｌ 实 际 平ａ ｔ ／ 不 平 衡 型 巴伦 的 构 成原 理
９ ０ ０ ＭＨ ｚ微带封装 宽边耦合 巴伦 的紧凑 小型化研 究
口 李 志敏 赵 川 东
０ ５ ０ ０ ９ １ ） （ 石 家庄 开发 区信泰通讯科技有限责任公 司 河北 ・ 石 家庄
摘
要： 研 究开 发 一种 新 型 微 带 一 体 化 封 装 宽边 耦合 巴伦 ， 探 讨 平衡 ／ 不 平 衡 型 实 际 构 成 原 理 电 路 及 巴伦 奇 偶 模
HFSS仿真实验报告样例
《微波技术与天线》HFSS仿真实验报告实验二印刷偶极子天线设计专业通信工程年级2011 级姓名毛佳雯学号1116428042指导老师评分一、仿真实验内容和目的使用HFSS设计一个中心频率为 2.45GHz的采用微带巴伦馈线的印刷偶极子天线，并通过HFSS软件Opitmetrics模块的参数扫描分析功能对印刷偶极子天线的一些重要结构参数进行参数扫描分析，分析这些参数对天线性能的影响。
二、设计模型简介整个天线分为5个部分，即介质层，偶极子天线臂，微带巴伦线，微带传输线，见图1。
天线各部分结构尺寸的初始值见表1。
图1印刷偶极子天线结构图（顶视图）。
表1印刷偶极子天线关键结构尺寸初始值。
批注[y1]:实际报告撰写中，表格应手动编制，不允许直接截图。
三、建模和仿真步骤1、新建 HFSS 工程，添加新设计，设置求解类型：Driven Modal。
2、创建介质层。
创建长方体，名称设为 Substrate，材质为 FR4_epoxy,颜色为深绿色，透明度为0.6。
3、创建上层金属部分1）创建上层金属片，建立矩形面，名称 Top_Patch,颜色铜黄色。
2）创建偶极子位于介质层上表面的一个臂。
画矩形面，名称 Dip_Patch,颜色铜黄色。
3）创建三角形斜切角，创建一个三角形面，把由矩形面 Top_Patch 和 Dip_Patch 组成的90 折线连接起来。
4）合并生成完整的金属片模型。
4、创建下表面金属片1）创建下表面传输线 Top_patch_1。
2）创建矩形面 Rectangle1。
3）创建三角形 polyline2。
4）镜像复制生成左侧的三角形和矩形面此步完成后得到即得到印刷偶极子天线三维仿真模型如图2所示。
5、设置边界条件1）分配理想导体。
2）设置辐射边界条件，材质设为 air。
6、设置激励方式：在天线的输入端口创建一个矩形面最为馈电面，设置该馈电面的激励方式为集总端口激励，端口阻抗为50欧姆。
7、求解设置：求解频率（Solution Frequency）为 2.45GHz，自适应网格最大迭代次数（Maximum Number of Passes）：20，收敛误差（Maximum Delta S）为 0.02。
天线微带巴伦的设计论文
毕业论文（设计）题目天线微带巴伦的设计院系专业年级学生姓名学号指导教师天线微带巴伦的设计专业学生指导教师【摘要】凭借传输线的阻抗与阻抗匹配的知识和微带天线的传输的理论设计了一类宽带微带巴伦（平衡/非平衡转换器）。
相对于传统基于共面波导和共面带状线的微带巴伦而言，所设计的这个新型微带巴伦采用的是低介电常数介质基板制作，它设计的结构精致小巧，并且花费很便宜。
我们设计了一个 50Ω非平衡到 50Ω平衡馈电转换的微带巴伦，通过理论的计算，证明了该宽带微带巴伦具备了优异的超宽带特性，可以在从 0.1GHz 到12.5GHz 的频率范围内，计算得到的馈电端口的反射系数都是低于-9dB，插入损耗小于3.5dB。
【关键词】宽带微带巴伦共面波导微带天线Design of a Novel Ultra Wideband Microstrip Balun【Abstract】A novel wideband microstrip balun (balanced to unbalanced transformer) based on transmission line's impedance,impedance matching and microstrip antenna transmission is introduced.In comparison with one kind of traditional microstrip baluns, which consists of coplanar waveguide and coplanar strip line, the proposed balun has several advantages such as low-cost, compacted and easy to be fabricated, because it can be fabricated on a substrate with low dielectric constant and it has simple structure without a complex slot. As an example, a balun, which can carry out the transformation from the 50Ω unbalanced to the 50Ω balanced mode, is designed. Results of theoretical calculation show this balun possesses quite promising ultra wideband properties. In a very large frequency band ranging from 0.1GHz up to 12.5GHz, its return loss and insertion loss are lower than -9dB and 3.5dB respectively.【Key words】wideband microstrip balun waveguide ground strip line目录1 序言 (1)1.1 巴伦的简介 (1)1.2 微带巴伦的工作原理 (1)1.3 巴伦的种类 (2)2 设计概述 (4)2.1 背景与国内外研究现状 (4)2.2 论文主要工作 (5)2.3 论文结构 (5)3 微带巴伦结构与阻抗计算 (5)4 巴伦的设计 (9)5 结论 (11)6 总结与建议 (12)参考文献 (13)致谢 (14)1 序言1.1 巴伦的简介巴伦就是平衡非平衡转换器的英文翻译，按照天线理论的原理，我们知道偶极天线是属于平衡型天线一类的，而同轴电缆则是属于非平衡传输线一类。
一种新型超宽带微带巴伦的设计
ｉ ｄ ｓｇ ｅ ， ａ ｒ ａｅ ｎ ｅｔｄ Ｒｅｕｔ ｏ ｕ ｒｃｌｓｍ ｌｔ ｎｂ ｓｄｏ ｉｉ ｌｍｅ ｔ ｔｏ Ｆ Ｍ） ｓ ｅｉｎ ｄ ｆｂ ｉ ｔｄ ａ ｄｔｓｅ ． ｓｌ ｆａｎ ｍｅｉａ ｉ ｕａｉ ａｅ ｎＦｎｔ Ｅ ｅ ｎ ｈ ｄ（ Ｅ ｃ ｓ ｏ ｅ Ｍｅ
Ａｂｔａｔ ｎ ｖｌ ｕｔａ ｗ ｄ ｂ ｎ ｍｉｒｓｒｐ ｂ ｌｎ （ａａ ｃｄ ｏ ｎ ａａ ｃ ｄ ｔａ ｓｏｍｅ） ｂ ｓｄ ｎ ｓｒｃ：Ａ ｏ ｅ ｌ ｉｅ ａ ｄ ｃｏ ｔ ａｕ ｂ ｌｎ ｅ ｔ ｒ ｉ ｕ ｂ ｌｎ ｅ ｒｎ ｆｒ ｒ ａｅ ｏ
Ｃ ｐａ ａ ｖ ｇ ｉｅＧ ｏ ｎ Ｃ ＷＧ ａ ｄ Ｃ ｕ ｌｄ Ｓｒ ｉｅ（ Ｓ ）ｓｉｔ ｄ ｃ ｄＩ ｏ ａｉ ｎｗｉ ｎ ｉｄ ｏ ｌｎ ｒＷａ ｅ ｕｄ ｒｕ ｄ（ Ｐ ） ｎ ｏ ｐｅ ｔｉ Ｌ ｎ Ｃ Ｌ ｉ ｎｒ ｕ ｅ ． ｃ ｍｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｅｋｎ ｐ ｏ ｎ ｓ ｈ
一
种 新 型超 宽 带 微 带 巴伦 的设 计
郭福 强，陈 星， 吕文龙
（ 四川 大 学 电子 信 息 学 院 ，成 都 ６ ０６ ） １０４
摘 要 ：根 据 接 地 共 面 波 导 和 耦 合 微 带 线设 计 了 一 类 新 型 超 宽 带 微 带 巴伦 （ 衡 ／ 平 衡 转 换 平 非
１ ． Ｈｚ 频 率 范 围 ， 测试 得 到 的馈 电 端 口反 射 系数 低 于 一 ０ Ｂ ２６ Ｇ 的 １ｄ ，插 入 损 耗 小 于 ３ Ｂ ｄ 。 关 键 词 ： 电 子 技 术 ；超 宽 带 微 带 巴伦 ；设 计 与 仿 真 ；接 地 共 面 波 导 ； 耦 合 微 带 天 线 ； 有 限 元 中图 分 类 号 ：Ｔ ４ ５ Ｎ ５ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ： １７ — ８ ２（ ０ ）２ ０ ０ — ４ ６ ２ ２ ９ ２ ６０ — １３ ０ ０
《CC2020、CC243X和CC2480微带线巴伦的实现》（中）
《CC2020、CC243X和CC2480微带线巴伦的实现》（中）CC2420、CC243x和CC2480微带线巴伦的实现—Audun Andersen 关键字●巴伦●CC2420●微带线●CC2430●CAD⼯具●CC2431●DXF●CC2480●Gerber1、简介为了减少组件的个数和成本，德州仪器提供了⼀个适⽤于CC2420、CC243x和CC2480的微带线巴伦。
这个设计把⽆线电RF 引脚差分信号的阻抗转换为单端50欧姆。
由于该设计的性能很⼤程度上取决于微带线线路的布局，因此准确复制参考设计是很重要的。
这个设计要注意显⽰巴伦设计的所有尺⼨，以便于实现起来更容易。
另外，描述了通过导⼊DXF或Gerber⽂件复制设计的⼀种替代⽅法。
⽬录关键字 (1)1、简介 (1)2、缩略语 (2)3、巴伦设计描述 (3)4、如何复制微带线巴伦 (4)4.1⼿动实现巴伦 (4)4.2使⽤DXF或Gerber⽂件实现巴伦 (4)5、常⽤信息 (6)5.1⽂件历史 (6)6、重要声明...........................................................................................................错误！未定义书签2、缩略语●CAD计算机辅助设计●CC2480Z-Accel ZigBee处理器●DXF数据交换格式●EM评估模块●TI德州仪器●TL传输线3、巴伦设计描述巴伦的⽬的是在TX模式下，把两个差分RF引脚的输出结合为⼀个单端50欧姆RF信号，以及在RX模式下把单端50欧姆天线信号分成⼀个差分RF信号。
提供给输出阶段的阻抗匹配以及DC也在巴伦中实现。
图1巴伦布局和组件放置这个巴伦设计包括两个⽤于阻抗匹配的组件（L1和L3），⼀个RF块（L2），以及⼀个DC块（C2）。
除了上述四个分⽴组件，还有⼀个1/2波长的长传输线，⽤于保证正确的RF信号相位，以及⼀个70欧姆、23°的传输线⽤于阻抗匹配。
一种工作于4GHz的正方形微带巴伦设计
一种工作于4GHz的正方形微带巴伦设计
汪海鹏;杨曙辉;陈迎潮;冯梦璐
【期刊名称】《电子器件》
【年(卷),期】2016(39)4
【摘要】传统结构巴伦是一端开路的对称四端口网络,在奇偶模分析的基础上,对传统的巴伦结构进行改进,设计了一种工作于4 GHz的正方形微带巴伦。
利用HFSS 进行仿真分析,并加工成实物。
测试结果表明,在3.7 GHz^5 GHz范围内,|S_(11)|大于10 d B;在工作频段内,|S_(21)|与|S_(31)|均小于4 d B,S_(21)与S_(31)之间的相位差在178°到183°范围内。
该巴伦结构简单、实现成本较低,可应用于无线局域网、射频识别等领域。
【总页数】4页(P755-758)
【关键词】微带巴伦;S参数;奇偶模;四端口网络
【作者】汪海鹏;杨曙辉;陈迎潮;冯梦璐
【作者单位】中国航天科技集团公司物联网技术应用研究院;中国传媒大学通信工程系;南卡罗来纳大学电气工程系;北京信息科技大学信息与通信工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】N702
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微带巴伦设计与仿真
在频率较高的情况下（大于1GHz），LC巴伦由于电感，电容的寄生效应，自谐振频率等影响，性能将变差，而在高频上，用微带线设计的巴伦在性能，尺寸上都比较理想，本文讲解在较高频率上如何设计微带线巴伦并进行ADS仿真。
微带巴伦的结果如下所示：
微带线A的长度为0.5个波长，微带线B的长度为0.25个波长，波长为在实际基板上的信
号波长，需要考虑基板的介电常数。
巴伦的性能和所用的节数有关系，节数越多，频宽越宽，不过节数越多，尺寸也越大，上
图为4节微带线巴伦。
下面分别用ADS对一节，两节，三节微带线巴伦进行仿真。
一节微带线巴伦：
仿真结果：
仿真结果可见相位在很大频宽内都保持180°正交，幅度在100MHz范围内基本两路平衡输出保持一致，插损在
0.5dB左右。
二节微带线巴伦：
仿真结果：
仿真结果可见相位在很大频宽内都保持180°正交，幅度在200MHz范围内基本两路平衡输
出保持一致，插损在0.5dB左右。
三节微带线巴伦：
仿真结果：
仿真结果可见相位在很大频宽内都保持180°正交，幅度在400MHz范围内基本两路平衡输
出保持一致，插损在0.5dB左右。
通过仿真发现巴伦节数越高，幅度平衡带宽越大，不过节数对插损基本影响不大。