对于一定的 并联感抗系数，： ａ人 的减小而减 Ａ 随ｔ ｎ 小， 也就是说材料的 Ｑ值愈高， 传输损耗愈小； ② 当ｔ ８ 一定， ａ． ｎ 回波损耗Ａ 随着并联感抗系 ｒ 数的增加而增加， 对于一定的并联感抗系数，ｒ Ａ随 ｔ８ 的减小而减小， ａｍ ｎ 也就是说 ｔ８ 大、 ａ ｍ Ｑ值低时 ｎ
更合适［。 ］ ’ 其设计包括电路结构设计、 磁芯材料设
计２ 大部分。电路参数设计包括确定电路结构、 计 算传输线特性阻抗以及确定传输线长度等。磁芯材
料设计包括磁芯的参数、 外型和尺寸等。 １１ 传输线变压器电路结构设计 ．
图 １所 示
为一种 １ ４不 ： 平衡／ 平衡传输
线变压器结构 ，
１ 传输线变压器设计原理
损耗 Ａ 并联感抗系数的减小趋于平缓。因此， Ｔ 工
程上一般取为并联感抗系数为 ４ ８在此基础上再 一， 增加此值， 对于减小传输损耗没有明显的作用。而
但当并联感抗系数大于 ４传输 ， 压 器重要步骤， ‘ ５ ０ Ｒ ＝ 。时，ｏ 系数的增加而减小， 当Ｒ二０ Ｌ ０ ， ２ ０ Ｚ＝
这种结构的特点是只需要一对传输线、 一个磁
Ｄ ｓ ｎ Ｈ Ｂ ｏｄ ａ ｄ ｇ Ｐ ｗ ｒ ａｓ ｓｏ Ｌｎ Ｔ ａｓ ｒ ｒ ｅｉ ｏ Ｆ ａ ｂｎ Ｈ ｈ ｅ Ｔ ｎｍｉｉ ｉｅ ｎｆ ｍｅ ｇ ｆ ｒ ｉ ｏ ｒ ｓ ｎ ｒ ｏ
Ｃ Ｅ Ｘａ－ａ Ｈ Ｎ ｏ ｎ ｉ ｙ （ｈ Ｐ ４ ８ Ｂａ ｈ Ｃｅ ｄ Ｓｈａ ６０８，ｈ ａ Ｔ Ｌ ９４２ ｎ ，ｈ ｇｕ ｕｎ ０１Ｃｉ ） ｅ ５ ｒｃ ｎ ｉ ｃ １ ｎ Ａ ｓ ａｔ ｈ ｓ ｙ ｏ ｓ ｏ ｏ ｉ ｔ ｍ ｅｄｎｅ ｃ ｎ ｎ ｂ ａ ｅ ｅ ｉ ｉ ｈ ｉ ｐ ｅ ｂ ｄａ Ｈ Ｔｅ ｄ ｉ ｆ ｕ ｄ ｓｖ ｇ ｉｐｎｅｃ ｍ ｔ ｉ ａｄ ｌ ｃ ｃ ｖ ｓｎ ｔ ｈ ｈ ｗｒ ａｂ ｄ ｂｔ ｃ ｒ ｔ ｓ ｅ ｎ ｎ ｈ ｕ ｃ ｌ ｅ ａ ｈ ｇ ａ ｎ ｏ ｒｏ ｎ ｇ ｏ ｎ ｅ ｒ ｎ Ｆ ｏ ｃ ｍ ｎ ａｏ ｓ ｔ ｕｎ ｔ ｔｎ ｉｉ ｌｅ ｓｒｅ． ｉｐｐｒ ｅ ｓ ｔ ｔ ｏ ａ ｓ ｏ ｔｎ ｉｉ ｌｅ ｓｒｅ ａｄ ｏ ｕｉ ｔｎ ｅ ｓｇ ｒ ｓ ｓｏ ｉ ｔｎｏ ｒ ｎ ａｅ， ｒ ｅ ｔ ｈ ｒ ａ ｌｉ ｎ ｓ ｓｏ ｉ ｔｎｏ ｒ ｍ ｃ ｉ ｙ ｍ ｈ ａ ｍ ｓｎ ｒ ｆｍ Ｉ ｔｓ ｗ ｐ ｎ ｈ ｅ ｎ ｙｓ ｒ ｍ ｓｎ ｒ ｆｍ ｎ ｓ ｉ ｅ ｎ ａ ｈ ｅ ｅ ｙ ａ ｎ ａ ｗ ｅ ｐａｓ ｔ ｄｐｎｅｃ ｂｔ ｅ ｆｒ ｃｒ ｅｆａｏｓ ｔｎ ｉｉ ｌｅ ｓｒｅ ｃａ ｃ ｒｔｓＡｃ ｄ ｇ ｔ ｔ ｏ ｅ ｈｓ ｏ ｈ ｅｅｄｎｅ ｗ ｎ ｉ ｏ ｓ ｃｉ ｔｎ ａｄ ｓ ｓｏ ｉ ｔｎｏ ｒ ｒ ｔｉｉ ． ｒｎ ｔ ｈ ｈ ｒ ｍ ｉ ｎ ｅ ｅ ｅ ｅ ｔ ｅ ｐ ｉ ｉ ｎ ｒ ｍ ｓｎ ｒ ｆｍ ｈ ａ ｅｓ ｒ ｅ ｃ ａ ｎ ａ ｃ ｃ ｉ ｏ ｅｙ ｏ ｅ ａａ ｓ ｒ ｕｓｗ ｄｓｎ ｄｖｏ ａ ｓｉｉ ｌｅ ｓｒｅ． ｔｔ ｌ ｓ ｗ ｔ ＶＷ ｉ ｌｓ ｎ ｗｈ ｔ ｎｌｉ ｓｔ ｅ ｉ ａｄ ｅ ｐ ｒ ｍｓｏ ｉ ｔｎｏ ｒＴｅ ｒ ｕｓ ｔ ｔ Ｓ Ｒ ｅ ｔ １４ ｉ ｈ ｙｓ ｌ， ｅｇ ｎ ｅ ｌ ｔｎ ｓｎ ｒ ｆｍ ｈ ｅ ｅ ｔ ｈ ｈ ｈ ｅ ａ ｎ ａ ｓ ｓ ｏ ａ ｅ ｓ ｈ ． ｉ ｎ ｓ ａ ｔ ｅ ｂｎｗｄ ｏ２ ３ Ｍ ｚＴｉｔｎ ｉｉ ｌｅ ｓｒｅｈｓ ｃ ｓｌ ｕ ｄ １ ｋ ｈ ｈ ｅ ＨＴ ｍ ｎ ａｏ ｓ ｔ ． ａｄｉｈ 一 ０ ． ｒ ｓ ｓｏ ｉ ｔｎｏ ｒ ｓ ｅ ｆ ｙ ｉａ Ｗ ｐｗｒ ｃ ｕｉｔｎ ｅ ｔ ｆ Ｈ ｈ ａ ｍ ｓｎ ｒ ｆｍ ａ ｕ ｓｕ ｓ ｎ ． ｓ ｎ ａ ｃ ｅ ６ ｉ ｏ ｇ Ｉｏ ｍ ｃｉ ｙ ｍ ｓ
、ｄ ｌ
对式（） ４求极值可以得出 ， 内 ｄ 一定， 当 ／， 且当 ｈ＝
合 ２ｌ 就磁截为方时 以得 （ ， 是路面正形 ， 获 ｄｄ也 一） 可
最大的带宽系数。
程度，ｎ ｔ ｏ 将急剧上升， ａ３ ． 即达到所谓的临界场， 必须
保证磁芯的临界场高于人射的射频场；
更容易获得好的匹配特性。
． 磁芯形状的考虑 ３
现技术指标的前提， 那么品质优 良的磁芯材料则是
器件得以实用化的关键。 当然， 在低功率情况下， 对于磁芯材料要求不
传输线变压器的带宽系数 ｆ．ｈｉ ｍ／ 。 正比于
Ｌ １ｐ ， ， １ １为磁化电 ｌ 感，为传输线长度。 也就是说，
Ｋ ｙ ｒ Ｈ ｃｍ ｕｉ ｔｎ； ｅａｃ ｃｎｅ ｉ ｂ ａｂｎ ｃｍ ｕｉ ｔｎｔ ｎｍｓｏ ｉ ｔｎｆｍ ｒ ｓ Ｆ ｍ ｎ ａｏｓｉｐｄｎｅ ｖｒｏ ； ｄａｄ ｍ ｎ ａｏ ； ｓ ｉｉ ｌｅ ｓｒｅ ｅｗ ｄ ｏ ｏ ｃｉ ｍ ｏ ｓｎ ｒ ｏ ｏ ｃｉ ｒ ａ ｓ ｎ ｒ ｏ ｎ ａ
宽带、 小型化、 低损耗 的优点特别 突出而被广泛应 用， 随着电子技术的快速发展， 传输线技术平衡馈电
器的应用也 日 趋广泛， 结构不断更新， 以适应不同的 传输线变压器（ａ ｎ 可以实现阻抗变换和平 Ｂｌ ） ｕ 衡转换 ２ 个功能， 从这一角度把它叫做平衡馈电器
应 场 ［１ 用 合ｔ ０ ｆ 一 ３
２ Ｌ， （ ｏ＇ ｕｕ
乙 ，Ｉ
２ 理 、 Ｊ 、
内Ｊ
、
夕
Hale Waihona Puke 卫廿式中，ＴＡ分别为传输损耗与回 Ａ． ， 波损耗；。 Ｒ为输
人阻抗； ＝ 叮 为信号的圆频率；。 ｃ ２ ｏ Ｌ 为空心绕组电
的 佳 输 件 １ 最 传 条 为５ １
Ｒ＝Ｒ ， ４，
感。 分析问 为了 题方便， 通常定义Ｗｏ Ｒ 为并 Ｌ 尸／９
带宽系数的大小与绕组单位线长的电感的大小成正 比。因此， 选择磁导率大的磁芯材料， 将有助于带宽 特性的提高； 当材料确定以后， 磁芯材料的尺寸也与 带宽系数相关。对于矩形截面的磁芯有：
高， 而且低 Ｑ 值材料（ 高损耗） 总是一种好的选择，
可以获得好的驻波性能， 设计时可侧重于电路结构 的紧凑与小型化。 然而高功率应用时， 由于传输功率高， 因损耗引 起的温升会给器件特性带来显著影响。因此， 要保 证器件稳定工作， 合理地设计磁芯材料参数就显得 非常重要 ， 需要考虑的磁芯参数主要有 ：
电磁 场 与微 波
短波宽带高功率传输线变压器设计
陈 肖燕 （ 中国人民解放军 ９４２ ５８ 部队， 四川 成都 ６０８） １０１
摘 要 针对高功率短波通信系统中天线与馈线之间的宽带阻抗匹配及平衡转换问题 ， 对于传输线变压器 的设计进行 了理论分析， 重点分析了高功率应用时， 如何正确选择磁芯材料技术参数从而确保特定传输线变压器指标的实现。根据理论
近似表示困：
Ａ １！ ｋ１ｔ８ 。 ｘ Ｔ０１ Ｌ ＇＋ｎ、 ＝１ ＋ｏ（ ａ ， ，ｍ ｎ ） ｚ ａ ＇
ｔａ ａ ．＋ ｎ
Ｒ Ｂ
一ｏ ］Ｊ Ｒ Ｉ 鲤） ４ 。 田Ｌ ｕ＇ 说
② 功率容量：． Ｗ ＰＰ； １ ｋ （Ｅ） ６ ③ 传输损耗： ０ Ｂ ＜ ．ｄ； ５ ④ 电压驻波系数： １ ； ＜ ． ４
分析结果， 设计并制作了一只传输线变压器， 一 ０ ： 在２ ３ Ｍ 的带宽内， Ｈ 驻波系数小于 １ ， ． 应用于 １ ｋ ４ ． Ｗ高功率短波通信系统 ６
中得到了满意的结果。
关键词 短波通信； 阻抗变换 ； 巴伦； 非平衡 一 平衡器； 宽带通信
中 图分 举号 Ｔ ７２ １ Ｎ １ ＇． 女献标 识 码 Ａ
传输线变压器兼具了集总参数变压器与传输线 的优点， 体积小、 功率容量大， 工作频带可以达到
其中 Ｌ， １Ｌ ２为
一对 平 行 并 绕 线圈。 是一 这
收稿 日期： ０－１ ０ ２６ － ０ ０１
图１ ： 非平衡／ １４ 平衡传输线平衡
馈电器结构示意
１个倍频程以上， ０ 特别是在 Ｈ ／ Ｈ ／ Ｈ 频段因其 ＦＶ ＦＵ Ｆ
２ 高功率宽带传输线变压器设计举例
（） １ 技术要求 根据以上分析设计了一种用于短波宽带“ 免调 谐” 天线的传输线变压器。其技术要求如下 ： ① 阻抗变换要求： ／０ Ｓ 不平衡／ ５ ２０ ０ ２ ， 平衡；
③ Ｑ值： 这一参数的选择与器件的传输损耗与
驻波系数密切相关， 其相互依赖关系可由式（）（） ２ ，３
联感抗系数。
Ｚ二 ｏ Ｒ Ｌ Ｒ ２ 。 Ｚ＝ ， 丫Ｒ ＝， Ｒ ／ 传输线长度通常取 １ ０１ ， ｝ ＜ Ａ 传输线的特性阻 ｅ ． ｎ ｘ ｍ ｉ 抗应等于 ２， 。正确地选择 Ｚ， ｏ是成功设计传输线变
１ ０ｎ。 ０
分析式（ ，３可得： ）（） ２
① 当ｔ ６ 一定， ａ二 ｎ 传输损耗 Ａ 随着并联感抗 Ｔ
丛 ｆｍｉｎ
０
可 ｉ ｎ
－
＋ ‘ ，
ｈ， －ｄｌ
姚
ｈ －ｄｌ
（） ４
① 截至频率ｆ： ｒ 传输损耗是随着人射能量频率 而变化的， 当人射频率达到ｆ时， ｒ 复数磁导率将随
频率剧烈变化， 对于大功率情况， 工作频率一定要低 于或远低于ｆｉ ｒ ② 临界场： 当人射的射频场强度增加到一定的
５ ２０ Ｒ ｄ Ｅ ｇ ｅ ｉ Ｖ ｌ３ Ｎ ． ２ ０６ ｉ ｎｉ ｅ ｎ ｏ． ｏ１ ａ ｏ ｎ ｒ ｇ ６ ０
电磁 场 与微 波
⑤ 工作频率：一 ０ ． ２ ３ Ｍ ｚ Ｈ
（）电路设计 ２ 基本 结构如 图 １所示， 了补偿 频 率低端 为 （Ｍｚ ５ 以下） Ｈ 的性能， 在图 １ 的基础上增加了补偿线
０ 引言
随着短波通信技术的发展， 自 频率 适应技术、 跳 扩频技术得到广泛的应用， 短波通信的工作频带更 宽、 频率转换更快， 对天线调谐提出了更高的要求。 与此变化相适应， 一个新概念越来越多地出现在短 波天线领域 ， 这就是“ 免调谐” 免调谐” 。“ 指的是在 新型宽带短波天线中， 天线与馈线可以在宽频带范 围内实现阻抗匹配， 而系统在工作过程中， 不必进行 天线调谐， 在这样的系统中， 性能优良的宽带阻抗匹 配／ 非平衡／ 平衡转换是必不可少的。 本文针对新型“ 免调谐” 宽带短波天线阻抗匹配 的需求， 采用传输线变压器技术， 较好地解决了大功 率发信系统中天线与馈线之间的宽带阻抗匹配以及 非平衡 一平衡转换 ， 实现了短波通信的“ 免调谐” 工作。