【转帖】微带巴伦设计与仿真: 6.jpg

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。

:30bb
不错不错~

谢谢老大，看看了！

可以学习一下！顶楼主！

谢谢楼主了。下载了。、、、、

学习中，还有很多不懂的啊

banlance{:6_901:}

为什么微带线B的长度要为0.25个波长呢？

楼主这个仿真忽略了平行微带线之间的耦合作用了吧？有没有做过momentum或者是实际测试过？

{:7_1234:}

微带巴伦设计 林强 张祖荫

摘　　要:根据微带耦合线的准TEM模参数，推导出相同耦合线Marchand巴伦须满足的导纳方程，讨论了改善巴伦性能的方法——电容补偿法。ADS仿真结果表明：采用最佳条件选取的耦合线，巴伦的反射系数接近最小，传递系数接近最大；采取电容补偿后，可进一步改善巴伦的性能。最后给出宽边耦合线巴伦的实验结果。结果表明：可用上述导纳方程设计巴伦耦合线的参数。

巴伦是平衡馈电转换器的英文音译，在80年代之前，国内一直称平衡器，直译比音译更容易让人理解。 理解BALUN 就要了解同轴线的传输的基本原理，同轴线同平行线一样是双导体，不过是一个将另一个包覆起来。需要馈送的信号在同轴电缆芯线的外表面和屏蔽层的内表面流动，两个导线的电流以一对平衡的电流形式存在(下图的I1和I2;I1=-I2 ,I1和I2 大小相等方向相反)，属于紧耦合状态； （内导体的中心由于高频电流的趋肤效应，没有电流，所以空心有力于降低成本减轻重量，夹钢有利于提升强度） （屏蔽层导体外表面所感应或接触到的高频电流，由于高频趋肤效应业是不会流到内表面，外导体同时起到屏蔽的效果，一般同轴线外导体都会接地）。
外导体上没有电流的说法也是不正确的。网络中任意一节点的电流代数和都是零。有进就有出，平衡的。 同轴线内导体和外导体的对地电阻是不一样的，在同轴结构被破坏的时候（紧耦合的状态消失了），内导体有较高的对地电阻，内导体电流只能流向振子；而外导体对地电阻较低，外导体内侧的电流不能完全流向振子，其中的一部分会流到外导体的表面，向地分流或流动中辐射，向DIPOLE的平衡馈电被打破了。这个时候就需要BALUN 对电流的平衡作矫正。 同轴的屏蔽性使其比平行线更容易实现平衡馈电，所以胡树豪先生建议摒弃同轴式电缆非平衡馈电的说法，（同轴在形式上虽然不象双线一样对称，但传输的时候，很好的保证了导体对上信号电流的平衡）因为容易引起不甚解的人误会！！
馈电平衡的可以通过以下几个方式定性：是指电流大小相等，方向相反，对地阻抗一致，共模电流为零－－－这些概念产生出磁耦合式，反向式,对称式，扼流式等的平衡器类型。
衡量BALUN 的指标：工作频率，带宽，承载功率，阻抗变换比，共模抑制比。 （具备阻抗变换的能力，可以说成是BALUN 的一个副业，而且很胜任） 有兴趣的朋友找书来看看。

巴伦是平衡不平衡转换器的英文音译，
原理是按天线理论，偶极天线属平衡型天线，而同轴电缆属不平衡传输现，若将其直接连接，则同轴电缆的外皮就有高频电流流过（按同轴电缆传输原理，高频电流应在电缆内部流动，外皮是屏蔽层，是没有电流的），这样一来，就会影响天线的辐射（可以想象成电缆的屏蔽层也参与了电波的辐射） 因此，就要在天线和电缆之间加入平衡不平衡转换器，把流入电缆屏蔽层外部的电流扼制掉，也就是说把从振子流过电缆屏蔽层外皮的高频电流截断。要达到这样的目的有很多种办法，
一种是高频开路法，在电缆屏蔽层外皮四分之一波长处接一个四分之一波长的套筒（等于效四分之一波长的开路线），因四分之一波长开路线对该频率视为开路，达到截断高频电流的作用，这种办法，工作带宽窄，频率低时四分之一波长套筒就显得很长，适合大功率高频率使用。
另一种是抵消法，想办法使流入的电流大小相等方向相反而互相抵消，应用较多的用磁环三线绕的平衡不平衡转换器就属这种，这种频带较宽，使用但大功率时受磁环磁饱和的限制，适合低频率小功率使用。
再一种是变压器法，通过高频变压器实现平衡不平衡转换，原理就像推挽输出变压器一样，把双向平衡电流变换成但向不平衡电流。变压器可采用磁心或空心绕成，适用大功率使用。
还有一种是抑制法，振子经过一高频扼流圈接电缆屏蔽层外皮，阻止高频电流流向电缆屏蔽层外 皮，此法比较简单，就是把电缆绕十圈左右，绕在磁环上更好，空心也没关系，一般是频率低绕多几圈，频率高小绕几圈。但抑制效果没有前述几种好，因此前面几种多用于专业应用，这种业余应用较多。
要记住的是我们只是截断屏蔽层外皮的高频电流，并不是截断流向屏蔽层的所有高频电流（要这样的话把振子和电缆皮断开就得了），高频电流是在屏蔽层的里面流的。
形象一点可以把电缆想象成水管，本来应该是水都在水管里流，如不加巴伦，水不单在水管里流，而且有一部分还流到管子的外皮。巴伦的作用就是防止跑、冒、滴、漏，迫使水都在水管里流，难言之隐，一用了之！
倒V天线的制作，一是要求架设得尽量高，二是架设的地方要尽 量开阔，三是尽量远离干扰源架设。天线振子HF用一般的电源线（俗称花线）就行，有绝缘皮或裸铜线都影响不大，线选粗一点可提高机械强度和辐射效率（效果并不十分明显，理论上的事），通过修剪振子的长度使天线与电缆匹配（这一步效果是很明显的，值得认真去做）。 VHF可用铝管或铜管，管子的大小视机械强度而定，当然是粗一点有利。 关于BALUN （平衡器）的说明，胡树豪的《实用射频技术》是一本相当不错的书。建议大家学习。

谢谢了~~太好了

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