张力维，王 健，孙泽月，王晓鹏，陈 林，姚武生，2

(1.博微太赫兹信息科技有限公司 太未来实验室，安徽 合肥 230088；2.中国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽 合肥 230088)

0 引言

近些年随着5G通信、77 GHz汽车雷达[1]和人体安检等行业的发展，毫米波系统越来越受到关注。与常见的射频电路和微波电路相比，毫米波电路的尺寸更小，集成度更高，电路之间的耦合以及表面波的问题更为突出。为了提高毫米波系统的电磁兼容性能，在PCB和MMIC中，常采用差分信号传递能量。与单端信号相比，差分信号更不容易受到电源噪声和外部电磁兼容干扰的影响，能够减小高次谐波和提高电路动态范围。然而目前简便性的单端设计仍广泛用于现代电子组件，尤其是实验室测试设备，使得差分信号组件的系统集成与测试变得困难。巴伦是差分到单端信号转换的关键组件，能很好地解决这一难题。然而，目前对平面巴伦的研究大都集中在低频的小型化[2-4]，关于毫米波频段的巴伦研究很少。同时由于PCB工艺的限制，对于基于PCB加工工艺的高频巴伦研究的更少。

现代CMOS技术[5]或在特殊衬底(如石英)上的金属沉积可以实现平面电路的亚微米线宽。对于毫米波结构的实现，这些技术不受线宽和间隙限制。相反，PCB技术需要满足PCB加工的最小线宽、最小间隙和最小孔径等要求。但PCB技术的实现方式性价比较高，适合大规模生产。

巴伦的带宽、幅度和相位平衡是决定其性能优劣的关键参数。近几十年来，研究人员设计了各种形式的传输线巴伦，其中Marchand巴伦因其结构简单和宽带性能倍受欢迎[6-7]。……