巴倫濾波器的工作原理及應(yīng)用領(lǐng)域

巴倫濾波器是射頻收發(fā)系統(tǒng)中的重要元件，在各種形式的無線通信中運用廣泛，大家應(yīng)該知道濾波器，就是濾除無用信號，讓雜散信號有效衰減和抑制，讓目標頻率低損耗通過。濾波器是通信系統(tǒng)中最基礎(chǔ)的也是較重要的器件，它的性能指標直接影響通信系統(tǒng)的靈敏度、抗干擾、發(fā)射功率等性能指標。巴倫（平衡）濾波器這里需要特別說明一下，它是一種平衡非平衡轉(zhuǎn)換的器件，除了濾波器功能還具備阻抗變換的功能，巴倫也可以實現(xiàn)單端和差分之間的轉(zhuǎn)換。平衡巴倫濾波器主要用于Wifi，Zigbee等無線射頻產(chǎn)品，目前藍牙濾波器按其結(jié)構(gòu)組成有兩種：單端型濾波器和平衡式藍牙濾波器。

巴倫濾波器原理是按天線理論，偶極天線屬平衡型天線，而同軸電纜屬不平衡傳輸線，若將其直接連接，則同軸電纜的外皮就有高頻電流流過（按同軸電纜傳輸原理，高頻電流應(yīng)在電纜內(nèi)部流動，外皮是屏蔽層，是沒有電流的），這樣一來，就會影響天線的輻射（可以想象成電纜的屏蔽層也參與了電波的輻射） 因此，就要在天線和電纜之間加入平衡不平衡轉(zhuǎn)換器，把流入電纜屏蔽層外部的電流扼制掉，也就是說把從振子流過電纜屏蔽層外皮的高頻電流截斷。 要達到這樣的目的有很多種辦法，一種是高頻開路法，在電纜屏蔽層外皮四分之一波長處接一個四分之一波長的套筒（等于效四分之一波長的開路線），因四分之一波長開路線對該頻率視為開路，達到截斷高頻電流的作用，這種辦法，工作帶寬窄，頻率低時四分之一波長套筒就顯得很長，適合大功率高頻率使用。 另一種是抵消法，想辦法使流入的電流大小相等方向相反而互相抵消，應(yīng)用較多的用磁環(huán)三線繞的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器就屬這種，這種頻帶較寬，使用但大功率時受磁環(huán)磁飽和的限制，適合低頻率小功率使用。 再一種是變壓器法，通過高頻變壓器實現(xiàn)平衡不平衡轉(zhuǎn)換，原理就像推挽輸出變壓器一樣，把雙向平衡電流變換成但向不平衡電流。變壓器可采用磁心或空心繞成，適用大功率使用。還有一種是抑制法，振子經(jīng)過一高頻扼流圈接電纜屏蔽層外皮，阻止高頻電流流向電纜屏蔽層外 皮，此法比較簡單，就是把電纜繞十圈左右，繞在磁環(huán)上更好，空心也沒關(guān)系，一般是頻率低繞多幾圈，頻率高小繞幾圈。但抑制效果沒有前述幾種好，因此前面幾種多用于專業(yè)應(yīng)用，這種業(yè)余應(yīng)用較多。 衡量BALUN 的指標：工作頻率，帶寬，承載功率，阻抗變換比，共模抑制比。

近年來，隨著無線通信技術(shù)的快速發(fā)展，射頻前端器件在無線通信系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用，雙工器、濾波器、巴倫濾波器是連接射頻前端發(fā)射機與接收機必不可少的微波器件，廣泛應(yīng)用于藍牙、WiFi、無線局域網(wǎng)等領(lǐng)域。巴倫濾波器作為一種平衡非平衡轉(zhuǎn)換器，廣泛應(yīng)用于天線、混頻器、移相器等器件中，作為一種三端口器件，包括一個非平衡輸入端口，兩個平衡輸出端口，它可以將非平衡輸入端口的信號分別從兩個平衡輸出端口輸出，同時兩個平衡輸出端口信號的幅度相同，相位差為180°，廣泛應(yīng)用于差分電路中，從而可以提高系統(tǒng)的抗干擾能力。近年來射頻器件朝著微型化、高性能的方向發(fā)展，作為無線通信產(chǎn)品中必不可少的無源器件，其用量也越來越大。一般的電子系統(tǒng)所用的有源器件與無源器件的比例為1:10，由此可見開發(fā)高性能的小型化射頻無源器件具有重要的實際意義。

審核編輯：湯梓紅