巴伦设计

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巴伦管是一种用于测量压力的机械式传感器。

它由一个半环形或螺旋状的金属管组成，通常由不锈钢或铜制成。

巴伦管的一个端口与被测流体相连，压力作用在管内，导致金属材料的形变。

当波动的压力作用在巴伦管上时，管壁内外部分的应变差异导致了管壁的弯曲。

巴伦管的形变被测量，并通过与之相连的机械传感器转化为电信号。

巴伦管的设计通常采用半环形的金属管，管长通常选取为开口的1/6到1/8、巴伦管的原理是利用压力作用在管壁上引起应变，产生弯曲。

管壁一旦弯曲，会引起管壁内外的应变差异，这种差异驱动机械传感器产生等量的输出信号。

巴伦管的设计目的是为了提供高灵敏度、高准确性和宽度范围的压力测量。

巴伦管的制作过程通常包括以下几个步骤：1.材料选择：选择适用于所需压力范围的金属材料，例如不锈钢或铜。

这些材料应具有良好的弹性和可塑性，以便在压力施加时形成弯曲。

2.切割：根据设计要求，将金属材料切割成所需形状和尺寸。

通常，巴伦管是通过切割一个合适长度的金属管起始的。

3.弯曲：使用适当的弯曲工具，将金属管以半环形或螺旋状弯曲。

弯曲的半径应根据设计要求进行调整。

4.连接和焊接：将金属管两端的连接部分进行内外焊接，以确保管道的完整性和密封性。

5.原理测试：将巴伦管与机械传感器连接，并进行压力测试，以验证其测量特性和性能。

巴伦管在工业领域广泛应用于压力测量和控制。

它具有高精度、稳定性好、结构简单等优点。

同时，巴伦管还可以根据不同的需求进行定制，以满足各种特定的应用要求。

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。

同轴线巴伦槽设计
同轴线巴伦槽是一种常用于电磁波传输的结构，广泛应用于电视、电话、无线通信等领域。

它具有低损耗、高信号传输质量等特点，被广泛地使用。

同轴线巴伦槽的设计主要是为了解决电磁波传输中的信号干扰问题。

在传输过程中，电磁波会受到外界的干扰，导致信号的弱化或失真。

为了解决这个问题，同轴线巴伦槽采用了特殊的结构和材料。

同轴线巴伦槽的内部结构非常重要。

它由一个中心导体、一个绝缘层和一个外部导体组成。

中心导体用来传输信号，绝缘层用来隔离中心导体与外部导体，外部导体则用来屏蔽外界的干扰。

这种结构可以有效地减少信号的损耗和干扰，提高信号传输的质量。

同轴线巴伦槽采用了特殊的材料来制造。

中心导体通常采用铜或铝等导电性能良好的材料，以确保信号的传输质量。

绝缘层通常采用聚乙烯或聚丙烯等绝缘性能良好的材料，以避免信号的漏泄和干扰。

外部导体通常采用铝箔或铜网等屏蔽性能良好的材料，以阻挡外界的干扰。

同轴线巴伦槽还具有一些特殊的设计。

例如，它的外径和内径的比例要适当，以确保信号的传输质量。

同时，它的长度也要根据具体的应用场景来确定，以满足信号传输的要求。

同轴线巴伦槽是一种非常重要的电磁波传输结构，它的设计可以有效地解决信号干扰的问题，提高信号传输的质量。

它的特殊结构和材料使得它具有低损耗、高信号传输质量等特点，被广泛地应用于电视、电话、无线通信等领域。

通过合理的设计和制造，同轴线巴伦槽可以为人们提供更加稳定、清晰的通信服务。

平面等角螺旋天线及巴伦的设计随着无线通信技术的飞速发展，天线作为无线通信系统的重要组成部分，其性能和设计受到了广泛。

其中，平面等角螺旋天线（Planar Inverted-F Antenna，简称PIFA）以及巴伦（Balun）是两种常用的天线和平衡转换器设计。

本文将介绍这两种天线的特点、设计原理和参数，旨在帮助读者深入了解其优势和应用场景。

平面等角螺旋天线是一种常见的宽带天线，具有体积小、易共形、易集成等优点。

它由一个平面的辐射元和一个螺旋状的地面构成，通过调整辐射元和地面的尺寸以及螺旋的匝数，可以实现在宽频带内的良好辐射性能。

平面等角螺旋天线的辐射原理主要依赖于螺旋的电流分布。

当高频电流在螺旋上流动时，会产生一个向外扩散的磁场，从而形成辐射。

由于螺旋的等角特性，电流在整个螺旋上均匀分布，使得天线在宽频带内具有稳定的辐射方向图和阻抗特性。

平面等角螺旋天线的特点在于其宽频带性能和易共形性。

通过改变螺旋的匝数和辐射元的尺寸，可以覆盖较宽的频率范围，同时保持稳定的阻抗特性和辐射方向图。

在设计时，需要考虑的主要参数包括辐射元的尺寸、螺旋的匝数、介质基板的厚度和相对介电常数等。

巴伦是一种用于将不平衡的信号转换为平衡的信号，或反之亦然的平衡转换器。

在天线设计中，巴伦被广泛应用于将天线的不平衡信号转换为平衡信号，以实现更好的辐射性能。

下面以常见的威尔金森巴伦为例，介绍其设计原理和特点。

威尔金森巴伦是一种经典的巴伦设计，它利用两个对称的线绕线圈来实现不平衡到平衡的转换。

在线绕线圈的中心连接不平衡信号源，在线绕线圈的两侧连接平衡信号端口。

通过调整线圈的匝数和半径，以及源阻抗和负载阻抗的匹配，可以实现信号的高效传输。

威尔金森巴伦的特点在于其宽带性能和高效传输。

通过调整线圈的匝数和半径，可以覆盖较宽的频率范围，同时保持高效传输。

在设计时，需要考虑的主要参数包括线圈的匝数和半径、源阻抗和负载阻抗的匹配等。

平面等角螺旋天线和巴伦是两种常用的天线和平衡转换器设计，具有广泛的应用场景。

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、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、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。

LTCC功分器与巴伦设计的开题报告开题报告一、题目：LTCC功分器与巴伦设计二、选题的背景LTCC功分器和巴伦是无线通信领域中常用的无源器件，其中功分器是一种用于功率分配和合成的射频微波器件，常用于天线阵列、功率分配网络和混频器等中；而巴伦则是一种用于无线电通信的网络结构，通过相位差的控制可以实现信号的幅度和相位控制，广泛应用于天线阵列、功分器等场合。

因此，针对LTCC功分器和巴伦的设计和优化，可以提高无线通信系统的性能，并且具有较大的市场前景。

三、研究目的和意义1.研究LTCC功分器和巴伦的设计方法和优化技术，深入研究其性能和参数对无线通信系统的影响，为无线通信领域相关专业人员提供可靠的参考。

2.针对LTCC功分器和巴伦的设计问题，探索新的设计方法和技术，提高其性能和应用范围，推动无线通信技术的发展。

3.打通学科交叉领域，探讨LTCC材料在无线通信领域的应用，提高无线通信领域的综合竞争力，为工程师提供技术支持和解决方案。

四、拟采取的研究方法和技术路线研究方法：1.文献资料法：通过对学术期刊、教材、专著等文献进行阅读、分析和比较，了解LTCC功分器和巴伦的基本概念、设计思路和优化方法。

2.模拟仿真法：利用各种模拟软件（如Ansys、HFSS等）对LTCC功分器和巴伦进行电学仿真，分析其电磁性能，推导出先进的设计与优化方法。

技术路线：1.分析并比较已有的LTCC功分器和巴伦设计方法和优化技术，找出其不足之处，并提出改进及优化方法。

2.基于LTCC片上材料，研究不同的功分器和巴伦结构，分析其性能差异，并探究优化设计方法。

3.对设计好的LTCC功分器和巴伦进行电学仿真分析，并对仿真结果进行数据处理，同时结合实际实验验证。

五、预期研究结果和创新点预期研究结果：1.结合已有设计和优化技术，提出一种新的LTCC功分器和巴伦设计方法，并对其性能和参数进行深入分析和研究。

2.基于模拟仿真结果，得出优秀的LTCC功分器和巴伦设计方案，并与传统金属功分器和巴伦进行比较分析，验证本文所提出的设计方法与方案的正确性。

LC巴伦电路设计与仿真一、LC巴伦电路理论基础差分电路具有高增益、抗电磁干扰、抗电源噪声、抗地噪声能力很高、抑制偶次谐波等优点。

在无线射频电路，差分电路的使用越来越重要了，在无线产品中得到广泛应用。

因此，双端口-单端口电路（Balanced-Unbalanced，简称Balun）也随之变得重要起来。

本章节重点讲解一下LC巴伦的理论知识及在实际无线产品中的应用案例。

Balun电路的作用主要是将差分转单端或单端口转差分，实现端口转换，在实际应用中可当作功分器或合成器来使用。

LC巴伦电路图如下，计算差分口电压U2、U3得：U2=（U1/jwC）/（1/jwC+jwL）=U1/（1-wL×wC）U3=（U1×jwL）/（1/jwC+jwL）=-U1/（1-wL×wC）可以看出两者电压幅值相等，相位相差180度。

其中，令Z dp是两个差分口的阻抗，Z sn是单端口的源阻抗。

则LC大小的计算公式为：LW0=1CW⁄==√2Z dp Z sn∗二、理想50欧姆LC巴伦电路设计仿真例：用理想元器件设计一个工作2.45GHz频段的LC巴伦电路。

Z dp=Z sn=50 ohm。

首先计算LC的值得：L=4.6nH，C=0.9pF，填写参数值进去如下图。

仿真结果如下：可以看出S21和S31插入损耗都是-3dB，并且两者相位差180度且相互平行，说明巴伦匹配良好。

三、实际LC巴伦电路设计仿真在实际电路中差分口是从无线芯片出来的，阻抗都不会是刚好50 ohm，比如AR9341芯片。

以RX差分口为例，Dataheet会提供一个阻抗值，17+j*9 ohm。

根据公式，LW0=1CW⁄==√2Z dp Z sn∗又Z dp Z sn∗=(R dp R sn+X dp X sn)-j*(R dp X sn−X dp R sn)只有虚部为零才能满足电感值和电容值为实数。

通常我们会在单端口匹配到50 ohm，此时只需要将8.5+j*4.5 ohm匹配到8.5ohm即可满足要求。

⼀⽂看懂巴伦（功能原理、性能参数、基本类型）概述巴伦 （英语为“balun”，由balanced （平衡）”的前三个字母“bal”与“unbalanced （不平衡）”的两个字母“un”组合⽽成）为⼀种三端⼝器件，或者说是⼀种通过将匹配输⼊转换为差分输出⽽实现平衡传输线电路与不平衡传输线电路之间的连接的宽带射频传输线变压器。

巴伦的功能在于使系统具有不同阻抗或与差分/单端信令兼容，并且⽤于⼿机和数据传输⽹络等现代通信系统。

功能巴伦具有如下三项基本功能：1. 将电流或电压从不平衡转换⾄平衡2. 通过某些构造进⾏共模电流抑制3. 通过某些构造进⾏阻抗转换（阻抗⽐不等于1:1）巴伦分为多种类型，其中的某些⽤于阻抗转换，还有某些⽤于连接具有不同阻抗的传输线。

阻抗转换巴伦可实现阻抗匹配、直流隔离以及将平衡端⼝与单端端⼝匹配。

共模扼流圈因为可消除共模信号，因此在某种意义上说也是⼀种巴伦。

巴伦⽤于推挽放⼤器、宽带天线、平衡混频器、平衡倍频器及调制器、移相器以及任何需要在两条线路上传输幅度相等且相位相差180度的电路设计。

⽤途巴伦的最常见⽤途为将不平衡信号连⼊⽤于长距离传输的平衡传输线。

与采⽤同轴电缆的单端信令相⽐，采⽤平衡传输线的差分信令受噪声和串扰的影响更⼩，可使⽤更低的电压，⽽且成本效益更⾼。

因此，巴伦可⽤作本地视频、⾳频及数字信号与长距离传输线之间的接⼝。

巴伦的⽤途包括：– ⽆线电及基带视频– 雷达、发射机、卫星– 电话⽹络、⽆线⽹络调制解调器/路由器原理巴伦的理想S 参数如下：S = – S = S = – S S= -∞巴伦的两个输出幅度相等，相位相反：– 在频域中，这表⽰两个输出之间具有180°的相位偏移；– 在时域中，这表⽰⼀个平衡输出的电压为另⼀平衡输出的负值。

此外，两条线路当中的⼀条的导体须明确接地。

举例⽽⾔，平衡线路由电位幅度相等且相位相反的导体构成。

由于微带线和同轴电缆采⽤不同尺⼨的导体，因此可谓不平衡线路。

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 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 50Ωbalanced 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】。

巴伦设计在混频器，push-pull放大器设计中，常常用巴伦连接平衡电路和不平衡电路。

巴伦设计要求有精准的180°相移，有最小的差损以及相等平衡的阻抗。

在功率放大器中对称差损将降低效率，对称平衡端口必须和地之间有良好的隔离以消除寄生震荡。

巴伦的基本结构包含两条90°相移线产生需要的180°相移，这就涉及到了λ/4 和λ/2。

一个绕线变压器将提供一个优异的巴伦。

从几KHz到超过2GHz的小型绕线变压器都可以买到。

绕线变压器相对于印刷巴伦或者集总器件巴伦要贵很多，在实际混频器设计中后两种巴伦形式也更为适合。

值得注意的是大多数集总器件和印刷巴伦并没有中心引线的地这种情况在混频器设计中要考虑到。

（1）L-C巴伦LC巴伦设计本质上是一个电桥，称为“格子形式”巴伦。

电路中包含两个电容两个电感，分别产生± 90°相移。

下面图1中是LC巴伦的电路示意图。

图1 LC集总器件巴伦电路原理图在工作频率时，满足；；设计LC巴伦时要确保工作频率远远低于电容电感的自身谐振频率，并考虑贴片电容。

上述电路主要用在推挽放大器的输出端，推挽功放提供平衡信号我们希望变成不平衡的信号输出。

通常还用到螺旋绕线形式的巴伦，在图2中给出。

图2 用于推挽式功法输出端的绕线巴伦提供平衡不平衡转换然而，用之前表述的集总器件巴伦实现芯片级的绕线巴伦更为方便，如图3所示。

图3 集总器件代替绕线变压器实现平衡不平衡转换（2）传输线传输线巴伦可以通过λ/4传输线实现或者图4中所示的同轴线实现。

（a）1:1同轴巴伦图4 四分之一波长同轴线实现的同轴巴伦，1:1阻抗传输如果需要阻抗变换为1:4，可以用图5中所示巴伦形式（b）1:4同轴巴伦图5 四分之一波长实现的同轴巴伦，实现1:4阻抗变换（3）微带线微带印刷巴伦有很多种形式，优势是价格低廉，可以印刷在pcb板上或者微波集成电路介质板上。

另一方面微带巴伦尺寸相当大，尤其是在低频RF频段。

ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｌ ａ ｎ ｃ ｅ ｐ ｏ ｒ ｔ ｏ ｕ ｔ ｐ ｕ ｔ ｈ ａ ｓ ａ ｇ ｏ ｏ ｄ ａ ｍｐ ｌ ｉ ｔ ｕ ｄ ｅ ｂ ａ ｌ ａ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ １ ８ ０。 ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ． Ｋ ｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ：Ｂａ ｌ ｕ ｎ； Ｌ Ｔ ＣＣ； ｍｉ ｎ ｉ ａ ｔ ｕ ｉ ｒ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ； ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ —ｄ ｉ ｍｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ； ｉ ｎ ｔ ｅ ｇ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
中 文 引 用 格 式 ：刘 红 ， 叶 强 ．基 于 Ｌ Ｔ Ｃ Ｃ技 术 的 微 型 化 巴 伦 设 计 【 Ｊ ］ ． 电子 技 术应 用 ， ２ ０ １ ７ ， ４ ３ （ ７ ） ： ４ ３ － ４ ６， ５ ４ ． 英 文 引 用 格 式 ：Ｌ ｉ ｕ Ｈｏ ｎ ｇ ， Ｙ ｅ Ｑ ｉ ａ ｎ ｇ ． Ｍｉ ｎ ｉ ａ ｔ ｕ ｉ ｒ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂ ａ ｌ ｕ ｎ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｌ Ｔ Ｃ Ｃ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ［ Ｊ ］ ． Ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ
（ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｊ ｉ ｌ ｉ ａ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｈａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ３ １ ０ ０ １ ８ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
２ ０１ ７， ４ ３ （ ７ ） ： ４ ３－ ４ ６， ５ ４．
Ｍｉ ｎ ｉ ａ ｔ ｕ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂ ａ ｌ ｕ ｎ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｌ Ｔ ＣＣ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ

巴伦的设计在混频器的设计中，推挽式放大器(push-pull amplifier)，巴伦被用于对称(平衡)到不对称(不平衡)电路的连接。

巴伦的设计中有一个精确的180度相移，拥有最小损耗和等同的平衡阻抗。

在功率放大器中，对称性的损失会减小效率，对称端口应与地绝缘，以减小寄生振荡。

基本的巴伦构造或设计包含两条90度定向线，通过使用λ/4和λ/2提供需要的180度分离。

绕线形变压器比下述的印刷或集总元件(lumped element)巴伦更贵。

在实际混频器设计中，后者应用更广泛。

请注意这些集总元件和印刷巴伦大多不提供中心抽头的底线给偶模式信号（even mode signal），在混频器的设计中应考虑到该因素。

1. L-C 巴伦该设计本质上是一个桥梁，被誉为“点阵类型”巴伦。

它包含两个电容两个电感，能够提供±90°相移。

巴伦的电路图如下图所示图1 L-C 集总巴伦原理图操作频率：设计该电路时，请确保操作频率低于组件的自谐振频率，并将压焊块电容考虑在内。

该电路的主要应用之一为推挽式放大器的输出，它能按照我们的需要将平衡信号转化为单一的非平衡输出。

通常，绕制螺纹型的巴伦的使用如下图：图2 在推挽式放大器中使用绕线巴伦提供平衡到不平衡的转换然而，采用前述的集总巴伦，实现绕制变压器类型巴伦，特别是在芯片级实现，会非常方便。

如图3所示。

图3 使用集总巴伦代替绕制变压器可实现平衡到不平衡的转换2. 传输线巴伦该巴伦可使用图4中的λ/4长度线或同轴电缆来实现。

(1) 1:1 同轴巴伦图4 同轴巴伦，采用四分之一长度同轴电缆实现，1:1 阻抗转换如果要求阻抗转换为1：4，可使用图5中所述的同轴巴伦。

(2) 1：4同轴巴伦图5 同轴巴伦，采用四分之一长度同轴电缆实现，1:4 阻抗转换3. 微带线巴伦已存在一系列的印刷/微带线巴伦拓扑结构，基于PCB或MIC基板，具有价格便宜的优势。

他们的下方可以做得很大，尤其是在更低的射频频段。

巴伦设计在混频器，push-pull放大器设计中，常常用巴伦连接平衡电路和不平衡电路。

巴伦设计要求有精准的180°相移，有最小的差损以及相等平衡的阻抗。

在功率放大器中对称差损将降低效率，对称平衡端口必须和地之间有良好的隔离以消除寄生震荡。

巴伦的基本结构包含两条90°相移线产生需要的180°相移，这就涉及到了λ/4 和λ/2。

一个绕线变压器将提供一个优异的巴伦。

从几KHz到超过2GHz的小型绕线变压器都可以买到。

绕线变压器相对于印刷巴伦或者集总器件巴伦要贵很多，在实际混频器设计中后两种巴伦形式也更为适合。

值得注意的是大多数集总器件和印刷巴伦并没有中心引线的地这种情况在混频器设计中要考虑到。

（1）L-C巴伦LC巴伦设计本质上是一个电桥，称为“格子形式”巴伦。

电路中包含两个电容两个电感，分别产生± 90°相移。

下面图1中是LC巴伦的电路示意图。

图1 LC集总器件巴伦电路原理图在工作频率时，满足；；设计LC巴伦时要确保工作频率远远低于电容电感的自身谐振频率，并考虑贴片电容。

上述电路主要用在推挽放大器的输出端，推挽功放提供平衡信号我们希望变成不平衡的信号输出。

通常还用到螺旋绕线形式的巴伦，在图2中给出。

图2 用于推挽式功法输出端的绕线巴伦提供平衡不平衡转换然而，用之前表述的集总器件巴伦实现芯片级的绕线巴伦更为方便，如图3所示。

图3 集总器件代替绕线变压器实现平衡不平衡转换（2）传输线传输线巴伦可以通过λ/4传输线实现或者图4中所示的同轴线实现。

（a）1:1同轴巴伦图4 四分之一波长同轴线实现的同轴巴伦，1:1阻抗传输如果需要阻抗变换为1:4，可以用图5中所示巴伦形式（b）1:4同轴巴伦图5 四分之一波长实现的同轴巴伦，实现1:4阻抗变换（3）微带线微带印刷巴伦有很多种形式，优势是价格低廉，可以印刷在pcb板上或者微波集成电路介质板上。

另一方面微带巴伦尺寸相当大，尤其是在低频RF频段。

传输线平衡器（巴伦）的原理、设计、制作及测试BG1LQX/ceeliu/刘辉一、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。