毫米波频段宽带巴伦设计文献综述

文献综述

巴伦是平衡非平衡转换器，在微波平衡混频器、倍频器、推挽放大器和天线等设备中有着广泛的应用。巴伦用于实现单端电路和双端电路之间的信号转换。单端电路即滤波器、阻抗变换器之类的单端输入或单端输出，传输的信号是非平衡信号；双端电路即平衡混频器、对称阵子天线一类的的双端输入或输出电路，传输的是平衡信号。在实际应用中，双端电路器件要求平衡输入和输出，从而减少噪音和谐波，提高电路的动态范围，通常在幅度相等，相位相反的信号需要平衡激励时用到变换器巴伦。也就是将信号在非平衡电路与平衡电路之间进行转换，将非平衡信号转换为平衡信号。

课题现状及发展趋势

随着科学技术的飞速发展， 无线通信网络和微波电路技术也进入高速发展阶段。无线电通信、雷达、电子对抗等电子设备正向着集成化、微型化、多功能和低成本化的趋势发展。这对上述电子设备中的射频前端器件的研究和发展带来了巨大的机遇和挑战。巴伦在射频发射和接收系统中扮演者不可或缺的角色，在大量的无线电子通信设备中都有着极为重要的应用，例如无线局域网、蓝牙、移动电话，ZigBee等。

我国对毫米波频段宽带巴伦的研究起步相对较晚，落后于国外进半个世纪，研究成果自然不如国外。但由于国内对宽带巴伦的研究足够重视，制定了长远的计划，加上研究人员的不懈努力，最终还是取得了重要的研究成果，发表若干超宽带天线巴伦的文献，写作和翻译了许多英文文献，为后来人铺路。目前，巴伦广泛应用于射频通信系统中，并且巴伦的种类也有很多。被应用最多的主要有以下几种：变压器式巴伦、集总参数巴伦和分布参数巴伦。根据所采用的工艺技术的不同，分布参数巴伦又可分为介质集成波导巴伦(SIW巴伦)、低温共烧陶瓷巴伦(LTCC巴伦)、微带巴伦等。随着无线通信系统的发展，人们的需求也越来越高，具备更大容量，更便携的现代射频通信系统就需要被人们开发出来。这就要求微波元件具备超宽带、集成度高、易于制造、方便与其他器件相集成等特点。

近年来，巴伦的设计方案层出不穷，不断有新的方案替代旧的方案，性能也越来越好，当前巴伦的发展趋势如下：超宽带，能够覆盖更宽的频带范围，并在通带内不仅具备优异的平衡转换功并且还有良好的阻抗匹配特性。巴伦系统的容量与带宽成正比关系，研究工作在超宽带(UWB)频段或者具有高比例带宽的巴伦的结构，具有理论价值和很高的实用价值；面向通信系统便携式、小型化的巴伦与其他微波器件集成，形成具有平衡转换功能、滤波功能、阻抗匹配用途等多功能模块。例如研究巴伦和滤波器的集成，设计兼具滤波特性和巴伦特性的巴伦滤波器，能够帮助我们有效简化系统设计；小型化巴伦应该具备结构简单、紧凑，便于加工实现的特点。

综上来说，毫米波频段宽带巴伦的设计与研究已经成为大家热议与研究的问题。但是由于目前为止在此研究方向的相关研究人员不多，尤其是毫米波频段宽带巴伦的理论研究成果少之少。因此，本设计将主要针对这方面的问题进行比较深入的研究。