微带巴伦设计与仿真.docx
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
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。
一种基于微带线-共面带状线巴伦馈电的Vivaldi天线研究
一种基于微带线-共面带状线巴伦馈电的Vivaldi天线研究作者：宋立众姚国国霍纪兵来源：《航空兵器》2018年第05期摘要：本文研究了一种基于微带线-共面带状线巴伦馈电的Vivaldi天线。
采用单层介质基板，设计了一种微带线-槽线-共面带状线的巴伦结构，天线辐射部分采用指数渐变的Vivaldi天线，设计的馈电巴伦和天线辐射结构方便连接，整个天线具有结构简单、易于设计的优点。
采用全波电磁仿真技术，对微带线-共面带状线巴伦进行优化设计，使之满足天线辐射器的阻抗匹配要求。
仿真结果表明，在2.5～3 GHz的频率范围内，设计的天线回波损耗约小于-10 dB，增益大于4 dBi，具有较高的效率。
对设计的天线进行了加工和测试，结果表明了设计的有效性。
本文设计的Vivaldi天线可用作相控阵天线的单元，具有实际工程意义。
关键词： Vivaldi天线; 巴伦; 天线仿真; 宽波束; 方向图; 回波损耗中图分类号：TJ765.3+31; TN821文献标识码：A文章编号： 1673-5048（2018）05-0058-05[SQ0]0 引言随着电子技术的快速发展，相控阵天线和数字阵列天线日益获得广泛应用，代表着未来天线技术领域的发展趋势[1-2]。
近年来，相控阵天线的研究热点包括宽角扫描、宽频带、双极化和低成本等方面[3-4]。
在导弹雷达导引头领域，相控阵天线和数字阵列天线将有望替代传统的机械扫描的天线系统，可以预期，由于相控阵雷达导引头具有作用距离远、探测精度高、波束扫描灵活和抗干扰能力强等优点，将在精确制导领域成为主流[5-6]。
相控阵天线或数字阵列天线要求天线单元具有宽波束扫描能力和良好的机械结构可靠性，同时，对于庞大的天线阵列而言，还需要保证天线单元具有结构简单、易于设计和成本低廉的特点。
Vivaldi天线是一种渐变缝隙结构的天线形式，由于其具有宽频带、宽波束和性能稳定等优点[7-8]，已成为十分常用的相控阵天线单元。
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
【相关文献】
1.一种新型超宽带微带巴伦的设计 [J], 郭福强;陈星;吕文龙
2.一种P波段微带巴伦的设计 [J], 姚波;安士全
3.一种基于微带线-带状线巴伦馈电的Vivaldi天线设计 [J], 刘晓;丛惠平;何红英;付博实
4.一种微带巴伦八木天线阵列 [J], 伍举
5.一种微带巴伦八木天线阵列 [J], 伍举
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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。
(完整word版)微带天线仿真设计
设计一、微带天线仿真设计三角形贴片是微带贴片天线最基本的模型，本设计就是基于微带贴片天线基础理论以及熟练掌握HFSS10仿真软件基础上，设计一个三角形贴片天线，其工作频率为2.45GHz，分析其远区辐射场特性以及S曲线。
一．设计目的与要求1.理解和掌握微带天线的设计原理2.选定微带天线的参数：工作频率、介质基片厚度、贴片模型及馈电点位置3.创建工程并根据设计尺寸参数指标绘制微带天线HFSS模型4.保存工程后设定边界条件、求解扫描频率，生成S参数曲线和方向图5.观察对比不同尺寸参数的微带天线的仿真结果，并分析它们对性能的影响二．实验原理如下图所示，用传输线模分析法介绍它的辐射原理。
设辐射元的长为L，宽为ω，介质基片的厚度为h。
现将辐射元、介质基片和接地板视为一段长为L的微带传输线，在传输线的两端断开形成开路，根据微带传输线的理论，由于基片厚度h<<λ，场沿h方向均匀分布。
在最简单的情况下，场沿宽度ω方向也没有变化，而仅在长度方向（L≈λ/2)有变化。
在开路两端的电场均可以分解为相对于接地板的垂直分量和水平分量，两垂直分量方向相反，水平分量方向相同，因而在垂直于接地板的方向，两水平分量电场所产生的远区场同向叠加，而两垂直分量所产生的场反相相消。
因此，两开路端的水平分量可以等效为无限大平面上同相激励的两个缝隙，缝的电场方向与长边垂直，并沿长边ω均匀分布。
缝的宽度△L≈h，长度为ω，两缝间距为L ≈λ/2。
这就是说，微带天线的辐射可以等效为有两个缝隙所组成的二元阵列。
矩形贴片天线示意图三．贴片天线仿真步骤1、建立新的工程运行HFSS，点击菜单栏中的Project>Insert HFSS Dessign，建立一个新的工程。
2、设置求解类型（1）在菜单栏中点击HFSS>Solution Type。
（2）在弹出的Solution Type窗口中（a）选择Driven Modal。
（b）点击OK按钮。
《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。
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。
BALUN基础介绍
L
UI 1
1
Uo1
1
jC UI jL
C 1 L
jC
C
UI
C
C
Uo2
UI 1
j L jL
UI
L L
1
L
jC
C
UO1
Rdiff UO2
由计算可知UO1 、UO2始终有180度相差（Differential）适合在 Balance系统上传输。
Confidential
11
In balanced systems the signals can be divided into a common mode and a differential mode. The balanced output of an ideal balun (or an ideal unbal./bal. SAW filter) are 180°phase shifted and are half the amplitude of the input signal:
CMRR VS Phase &Amplitude Error
15
3. BALUN Parameter Measurement
➢ Measurement method
•It is difficult to provide accurate characterization of baluns for two primary reasons: it is a 3-port device, and the input an output typically have different impedances from each other, making network analyzer calibration more difficult. •In order to characterize baluns, we commonly uses two types of test methods. •The “A” type test board is designed to have two baluns of the same part number mounted on it in a back-to-back configuration. It has two 50 ohm I/Os whereby one I/O is connected to the unbalanced port of one of the baluns, and the other I/O is connected to the unbalanced port of the other balun. The balanced ports of one of the baluns are directly connected to the balanced ports of the other balun. The through insertion loss can be determined by dividing by two.
实验六：微带天线设计与仿真
在下列窗口中可以看到各种天线仿真结果（如面电流分布）。
点击远场菜单“far field”,可有如下三维电场分布图，可见辐射场只在天线的上侧。
天线电流分布动画
11、枝节匹配法 进入电路图设计窗口，将文件命名为pipei，选择元件列表中的 将 拖入窗口中，它代表天线的相关参数。利用前面学过的匹配原理可得到一 个匹配网络。
⑴分别设置源 和负载阻抗
⑵加入一段 传输线，调 整特性阻抗 和电长度使 源与负载间 建立一个匹 配线。
通过前面的匹配得到了该段传输线的特性阻抗为122Ω，电长度为830，通过 linecalc计算模块得到两端传输线的导带宽带和长度如下图。该段传输线之后可 以在连接任意长度和特性阻抗为50的传输线代表输入天线的馈Monentum】→【Substrate】→ 【Create/Modify】，在弹出的菜单中设置基板基本参数，将”FreeSpace“重新 命名为”Air”，将介质命名为FR4，并设置介质厚度为1.6mm，介电常数为4.4， 以及损耗角正切为0.02，接地板不需设置，默认为”//////GND/////。如图
同理计算50Ω馈线的导带宽度和长度（可任意)。
得到的馈线参数结 果
由得到的计算结果对前面的匹配电路图的两端传输线进行宽带和长度进行 设置，然后进行仿真，观察匹配后的仿真结果。
可见匹配后的仿真图符合输入端反射损耗大于10dB要求，下面我们将得到 的两端传输线创建到电路板图中去，实现微带天线的匹配，最后测试版图仿真结 果。
辐射贴片
L
L
εr
h W
h
W △L L 辐射缝隙 一般W的长度要小于L的长度，否则会产生高次模而导致场畸变。
微带天线的馈电方式： 1、微带线馈电 2、同轴线馈电 W
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
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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:
A
A B
a 菲平耐入 A
A
E 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 GHz
Step=10 MHz .......................
■ TLIN ■ •-
■TL3 -
.Z=50,D Ohm
E=90
F=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 .. ijerm
Terml
Nurri=1
Z=60 Ohm
Tjerm ” Term2 Num=2 Z=50 Ohm Term ' Tsrm3 - Num=3 Z=50 Ohm s ' p
m4 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。
二节微带线巴伦：
-2.S m2 freq=3.340GHz m3 腳議般热8
|-r-|/2 A
、
Te-q=3.600GHz 仿真结果可见相位在很
■5.0- ・3耳
?=« -32- —二 - LOtZi 一* men T5 73 freq, GHz
-4.0 3.0
I SiPAR/SiMETERS
L G - P ara tn ............................................................................................. - ................................................... .SPl! ..................................................................................................................................................................................................... .SUrt=3(>Hz ....................................................................................................................................................................................... Skp=4(?Hz
Step- 10 MHz
■ «■・■・・■• Tj ・ ■
freq, GHz
TLIM TLT Z=50.0 O h rn - E-iao_ . F^3.5 OHz .TUIN... TU S=5O'.O Ohm -旳 -F=5.S GH H - 5 ... TL7
3=50,3 Ohm E=9D --- F=3.5 <^Hz TLIW Tua ・ ^50.0 Ohm- TL5 ■
■ ■
ZsSO.Q Ohm.
ETD
F=3 ◎ <J H Z
仿真结果:
m2
m3 freq=3.660GHz 犯(岂2⑴)二3,549
Tift rui
T»rrp1 ..
Nurn= 1 2=^0
0>im' 'TLIU''' TL4 ' 1 ' Z=>50-.0 OhiTi 0 teo .. F=3.S OHz
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:£・ P 呂「3FT1 TL3 ...
2=5Q.O Ohm
E=db
F-3.5 GHz W 宪f °伽弐阳立6时 P , p.aQ ・・ F=3.5,GH Z , Ri3_6 GHz , *T~I ——
•TLIb ■ - ■ .Tua.——. .2=5Q.O Ohm za 'F=3.5 GHz 'TLIW P 1 ' TL9 ■ ■ ■ Z^SDJ-OfVTi - E=1^0 . F=3.5 GHa T M ITT I ■Te?rm3 s - ■ Num«3 -・ .Zs.60.0b m. 'SIPARJ^TETER^ '
十 ■ 'L ；
_ Start.K3.GHz . GHz T T N IL4 ■ - “ ' 8 D Ohrn 呼“吃 F.35.GHZ •LZJ -------
TLfN …' TL> - • * •'、
莒护 Ohm 2=50-0'□Um'
F^^Olh . GH ,
■ TLIN - ■ TLfi ■ B -十Q 1 B ■ 1 TL5 ... Z=$O 0 Qtirn &炯 M.5 GH?；
.T&rm r ” ” T&m2 •■J J ' ' • Num=2
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。
m2
f
「Qq=3-300GHz m3 freq=3 700GHz 迥
S2*)=3.465 m4
feasl(f(3h ?»l90.000 ml f re q=3.500GHz
ph 旅旳 2"))m030
.3.35 -3S5 —| ---------- 1 -------- 1 ------- 1 ------- 1 -------- 1 ------- 1 -------- 1 -------- 1 ------- 1 -------
3.0 3 2 3.4 2J6 3 a
4.3
freti ，GHz。