一种新型巴伦结构和巴伦电路的制作方法

本实用新型涉及一种巴伦结构，尤其涉及一种使用同轴电缆绕制形成的巴伦结构以及巴伦电路。

背景技术：

在射频及微波传输系统中，天线应用广泛，一般的天线属于平衡型天线，MRI(磁共振成像：Magnetic Resonance Imaging)系统中的线圈也属于平衡天线，而天线的输出一般为同轴电缆属于不平衡型。如果将两者直接连接，则同轴电缆的外皮就有高频电流流过，影响天线的极化特性。为了有效截断流入电缆屏蔽层外皮的高频电流分量，引入了平衡转不平衡的balun(中文名为巴伦，也称为平衡-不平衡变换器)技术。

天线应用中的balun形式很多，最主要的为变压器形式的balun和LC banlun。LC balun基本形式为一个低通滤波器和一个高通滤波器共同构成，最简单的是用两个相同的电感与两个相同的电容构成。LC balun可以应用于1GHz以下的应用场合，当LC balun应用在频率超过1GHz以上时，由于电感电容带入的分布参数，需要改用微带线来实现LC balun的功能。变压器形式的Balun是最常用的一种巴伦电路形式。一般的实现形式是在磁性材料(如磁环等)上绕制一组或几组传输线，利用不同的连接方式来完成阻抗变换和平衡不平衡的转换。

然而传统变压器形式的balun绕线结构过于复杂，实际应用难度大。同时，LC balun引入了的集总参数元器件，造成了电路设计的复杂化。

因此，亟待出现一种结构简单、应用方便、便于调谐的balun结构。

技术实现要素：

本实用新型的实施例要解决的技术问题是提供一种结构简单、应用方便、便于调谐的balun结构，用以实现等效于复杂结构的balun电路和实际应用中便于调整balun的工作频率。

为解决上述技术问题，本实用新型的一实施例提供的新型巴伦结构，使用同轴电缆绕制形成，包括两个直线部和位于直线部之间通过绕制同轴电缆而形成的弯曲部。

可选地，所述弯曲部包括多个弯曲部。

可选地，所述弯曲部之间的间隔可调节。

可选地，所述巴伦结构使用半硬同轴线缆绕制形成。

可选地，所述巴伦结构使用RG316的半硬同轴线缆绕制两圈形成。

可选地，所述直线部长8mm，所述弯曲部的绕径为7mm，所述弯曲部之间的间隔为2mm。

本实用新型的另一实施例提供一种巴伦电路，所述巴伦电路为由上述巴伦结构和并联在巴伦结构的同轴电缆的两端接地处的电容。

可选地，在所述同轴电缆的两端接地处并联所述电容实现的等效LC谐振回路中，通过同轴电缆绕制成型后形成的等效电感L与电容C满足关系其中ω为谐振回路的角频率。

可选地，所述等效LC谐振回路对信号接地产生大约25dB的抑制。

可选地，所述通过同轴电缆绕制成型后形成的等效电感L的电感值通过调节所述弯曲部的间隔而被调节。

与现有技术相比，本实用新型实施例提供的巴伦结构通过同轴电缆绕制成型后形成的等效电感，在接地端并联电容产生谐振，有效的抑制平衡不平衡连接中电缆屏蔽层外皮中的高频电流，实现balun的作用。此外，由于使用半硬电缆，在绕制成型以后可以调整电感线圈的间距来微调电感的感值大小，从而调谐balun电路的频率。

附图说明

图1为本实用新型的巴伦结构示意图。

图2为利用本实用新型的巴伦结构实现的等效LC谐振回路的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

图1为本实用新型的巴伦结构示意图。如图1所示，本实用新型的一实施例提供的新型巴伦结构1，使用同轴电缆绕制形成，包括两个直线部3和位于直线部3之间通过预定的绕制方式绕制同轴电缆而形成的弯曲部2，直线部3对称设置在弯曲部2的两端，即在形成巴伦结构时，弯曲部2是形成在同轴电缆的整个长度方向上的中间位置处。弯曲部2可根据实际情况而具备多个，例如可为2个或2个以上，多个弯曲部同轴设置在同轴电缆的长度方向上，一般根据同轴电缆制成型后形成的等效电感所需的电感值来确定弯曲部的个数。也就是说，在实际应用中，可根据同轴电缆制成型后形成的等效电路的谐振频率来选择合适的同轴电缆材料、需要绕制的同轴电缆的长度、绕制同轴电缆的绕制方式，包括弯曲部的绕制方向、弯曲部的弯曲高度(绕制的线圈的直径)、弯曲部的个数和间隔等。一般，直线部越长，弯曲部绕制的环数越多，绕径越大，其等效电感越大。对于固定的谐振电路，电感越大其谐振抑制的指标会越好。所以对于谐振电路来说，电感越大指标越好。但是电感越大，为了得到固定的谐振频率，就必须选用越小的电容(实际的电容最小也只能做到0.5pF级别)，而且等效电感越大，绕制的物理尺寸也越大。因此，综合考虑以上因素(性能指标，实际应用，小型化)，在本实用新型的一实施例中，例如，在MRI应用中可选用两边直线部各长8mm，弯曲部绕径为7mm，弯曲部间隔为2mm的同轴电缆结构。

可选地，可采用电缆外层为半导体的半硬同轴电缆来形成巴伦结构，由于采用半硬同轴电缆来绕制形成弯曲部2，所以弯曲部2之间的间隔可调节，一般半硬电缆的机械弯曲半径大约为6.3mm左右。在本实用新型的一示例中，例如在医疗设备领域如MRI1.5T及3T的应用中，可采用RG316的半硬同轴线缆沿长度方向顺时针并列绕制两圈来形成巴伦结构，此时，巴伦结构可包括两个弯曲部。RG316同轴电缆具有如下特性：特性阻抗为50Ω；内导体：镀银铜包钢直径7/0.17mm；绝缘体聚四氟乙烯(PTFE)直径1.52mm；屏蔽95％镀银铜线编织直径1.98mm；外径2.49mm，具有这些特性的RG316的半硬同轴线缆相对于普通FEP护套的线缆，电缆弯曲后易成型，不会出现回弹，非常适合高频传输，该示例示出的是在医疗设备领域中应用的巴伦结构，但是本实用新型并不局限于此，也可以根据不同的应用情况如通信、电子等领域来选择不同型号的同轴电缆来形成所需的巴伦结构。

巴伦结构最主要的作用是在巴伦电路中起到将平衡转不平衡的作用。通过在本实用新型实施例的巴伦结构实现的巴伦电路为：在巴伦结构中的同轴电缆的两端接地处并联电容，来实现等效LC谐振回路，如图2所示，即巴伦电路由绕制的同轴电缆和并联在该同轴电缆两端接地处的电容构成，通过同轴电缆和电容可构成等效LC谐振回路。

在本实用新型的通过同轴电缆绕制成型的巴伦结构所形成的等效LC谐振回路中，通过同轴电缆绕制成型后形成的等效电感L与电容C满足关系其中ω为谐振回路的角频率。通过该等效LC谐振电路，通过模拟测试，能够对信号接地产生大约25dB的抑制，从而有效抑制接地高频电流，即通过同轴电缆绕制成型后形成的等效电感(具体为在接地端形成等效电感)，在接地端并联电容产生谐振，有效的抑制平衡不平衡连接中电缆屏蔽层外皮中的高频电流，从而实现balun的作用。

此外，由于使用半硬同轴电缆形成，因而在绕制成型以后可以调整绕制形成的电感线圈的间距来微调电感的感值大小，例如，在需要较大的感值时，可缩小电感线圈之间的距离，反之，则增大电感线圈之间的距离，从而可调谐balun电路的频率。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。