（上海航天科工电器研究院有限公司 上海 200331）
摘要：传输线变压器是将两根传输线功能的漆包线并排绕制在高磁导率的铁氧体中，射频巴伦连接器根据这种原理实现了从平衡一不平衡或者不平衡一平衡的转换，为了实现连接器的体积小、快速插拔的特点，单端部分采用1.0/2.3的标准界面，差分对端应用集成电路引入三个音叉，通过理论研究和试验测试，阻抗匹配性能良好，实现了从单端特性阻抗75Ω到差分对端特性阻抗120Ω的转换。
关键词：射频巴伦；传输线；阻抗匹配
1引言
传输线阻抗变换器又称为传输线变压器，它以传输线绕制在磁芯上而得名。这种阻抗变换器兼备了集总参数变压器和传输线的优点，因而可以做得体积小、功率容量大、工作频带相当宽。它除具有阻抗变换作用外，采用适当的连接方式还可以完成平衡一平衡、不平衡一不平衡、平衡一不平衡、不平衡一平衡的转换，在长、中、短波及超短波波段获得了广泛的应用。
2射频巴伦连接器设计分析
2.1设计结构分析
1、界面
为了满足当前射频连接器小型化的发展趋势，该射频巴伦连接器一端采用1.0/2.3标准界面，设计为快插自锁结构，其结构图如下：
图4 1.0/2.3快锁插头
当对接端插座与该插头对接后，簧片的弹性卡抓卡在对接端外导体的凹槽当中，这时实现自锁功能，分离时，向右拉动解锁套，解锁套通过其楔块结构将弹性卡抓顶开，将对接端从插头端分离，实现解锁。
2、磁芯
磁芯的选择是个重要问题，它包括磁芯材料的选择和磁芯尺寸的计算等内容，主要是依据传输线阻抗变换器的功率容量和允许最大传输损耗的指标来进行的。
用NiZn 软磁铁氧体材料做成的铁氧体宽频带器件, 使用频率可以做到很宽, 其下限频率可以做到几kHz, 上限频率可达几MHz, 大大扩展了软磁材料的使用范围。
3、PCB板
1）阻抗匹配
信号反射在数字波形上主要表现为上冲、下冲和振铃现象。式1是一个信号的上升沿(幅度为EG)从驱动端经过差分传输线到接收端的频率响应：
由式1可以看出，传输线上的电压是由从信号源向负载传输的入射波和从负载向信号源传输的反射波的叠加。只要我们通过阻抗匹配使ΓL和ΓG等于0，就可以消除信号反射现象。在实际工程应用中，一般只要求ΓL=0，这是因为只要接收端不发生信号反射，就不会有信号反射回源端并发生源端反射。
2)布线
根据阻抗匹配和布线的相关规避的风险点，利用Polar Si软件进行设计并通过Protel DXP绘制图形，其结构如图5所示。
图6 巴伦连接器电压驻波比测试结果
电压驻波比与电压反射的系数大小有关，其测试值越理想，反映的巴伦连接器阻抗转换的性能越优越，把电压驻波比的值定义为频段在DC～10MHz内小于1.30，通过测试结果可以看到该巴伦连接器的电压驻波比为1.24，也就说整个连接器实现了阻抗75Ω到120Ω的转换。
4 结论
75Ω转120Ω射频巴伦连接器的输入和输出端分别为1.0/2.3同轴端和印制板差分电路端，1.0/2.3同轴端根据DIN22230标准的75Ω界面设计，印制板的布线阻抗为120Ω，其内部通过绕制漆包线的磁环实现75Ω到120Ω的平衡到不平衡的巴伦转换。
参考文献：
[1]《传输线平衡器（巴伦）的原理、设计、制作及测试》 刘辉
[2]《PCB设计的阻抗控制和阻抗匹配》 黄书伟 赵丹玲
论文作者:杜如民
论文发表刊物:《科技研究》2019年5期
论文发表时间:2019/7/24
标签：阻抗论文; 传输线论文; 连接器论文; 射频论文; 变换器论文; 不平衡论文; 反射论文; 《科技研究》2019年5期论文;