Baluns- 巴伦简介

大家好，这里是【射频学堂】。今天我们一起复习一下关于巴伦的知识。

猛一提到“巴伦”，可能很多人会想到这是个什么玩意。因为“巴伦”是一个音译词，压根不是我们中国字的范畴，其来源于英文”Balun“，但是这个 Balun也是一个合成词——Balanced to Unbalanced，平衡到不平衡。越说越玄乎，最关键的狐狸尾巴在这里 Balanced to Unbalanced Transformer，平衡到不平衡的变换器。所以”巴伦“ 就是一款特殊的变换器，其主要功能是完成阻抗的变换和平衡到不平衡的转换。

这里就引出了另一个概念，什么叫做平衡，什么叫做不平衡？

在射频传输线中，两个导体具有相同相反电荷潜力的线称为 平衡 传输线，也就是其传输线电流相对于地对称，例如 双导线。但是微带线和同轴线，其两个导体体积有明显的区别，这种线称为 不平衡传输线。

常见的一些天线都属于平衡负载，例如最常见的偶极子天线，八木天线等，但是它们的馈线都是不平衡线，这个时候就需要用到 巴伦 来进行变换。

巴伦有很多种，不同的设计用于满足不同的应用需求，例如：带宽，工作频率的要求，以及所应用常见的不同。

LC Balun

LC 巴伦由两个电感器和两个电容器组成。它引入了 /-90 度的相移。在该电路中，工作频率保持在自谐振频率以下。主要用于推挽放大器的输出端，将平衡信号转换为非平衡信号输出。

变压器巴伦

这种巴伦类型没有任何传输线等效电路。其平衡模式输出阻抗是输入非平衡模式的 4 倍。主要应用于电视天线的阻抗匹配。

折叠巴伦

图 3 描绘了折叠巴伦类型。一个虚拟同轴外导体连接到从中心导体馈电的极柱上。它与馈线同轴电缆一起运行 λ/4 并接地。另一极直接连接到同轴馈线的屏蔽。同轴电缆的外导体和外线为三芯线中的两根接地线。

应用：它允许将同轴电缆直接连接到偶极天线。

同轴巴伦

它是使用 λ/4 长度的传输线或同轴电缆设计的。同轴巴伦有两种类型。1:1 同轴巴伦和 1:4 同轴巴伦。图 4 描述了相同的情况。使用四分之一长度的同轴电缆实现 1:1 阻抗转换。如图所示，使用其他巴伦设计实现 1:4 阻抗转换。它用于基于传输线或同轴电缆的系统，以实现 1:1 和 1:4 阻抗转换。

微带巴伦

这种巴伦类型是在 PCB 或专门制造的微带介质基板上实现的。图 5 描绘了简单的耦合线微带巴伦类型。该结构在中心频率处具有 λ/4 波长。它也被称为平行线巴伦。它用于超过一个倍频程的带宽，前提是线路之间的耦合非常高。微带巴伦的类型包括鼠道耦合器、多耦合线、印刷马钱德巴伦、基于微带的LC巴伦等。

当然，巴伦的种类还有很多， 套筒巴伦或火箭筒巴伦，分体式同轴巴伦，半波长巴伦， 烛台巴伦，铁氧体芯巴伦，铁氧体烛台巴伦，分体锥形同轴巴伦还有有源巴伦。

在今天的第二篇文章中，我们给出了一份关于巴伦的讲义，大家可以参考阅读学习。