In certain microwave systems where balanced signals are used, it can be crucial to minimize the phase and amplitude imbalance. To convert an unbalanced signal to a balanced signal a balun can be used. However, for extremely wideband applications, for example electronic warfare, it can be impractical and expensive to use baluns which exhibit satisfactory phase and amplitude imbalance across the whole working band. A potential solution, which is investigated in this thesis, is constructing a phase and amplitude compensator, which can be actively controlled in order to improve the phase and amplitude imbalance in a balanced transmission line. A full design cycle was completed to create the phase and amplitude compensator PCB circuit operating between 0.5 − 6 GHz, which improves the phase and amplitude imbalance at one frequency point at a time. The phase and amplitude compensator consisted of a voltage variable phase shifter followed by a voltage controlled attenuator. The phase and amplitude compensator was controlled by a DC voltage bias control network. The phase shifter was realized using a bandpass topology with voltage controlled varactor diodes for variable phase shift. The phase shifter was designed and simulated using the software "Cadence AWR Microwave Office". A COTS voltage controlled attenuator was used. Lastly, an optimization algorithm was devised, to find the optimal settings of the phase and amplitude compensator. The performance of the manufactured phase and amplitude compensator PCB and its subsystems was measured. The variable phase shifter achieved a phase shift of at least ±10◦ with S₁₁ < −15 dB and S₂₁ > −1.5 dB across the whole working frequency band. The phase and amplitude compensator achieved S₁₁ < −12 dB and S₂₁ > −3 dB across the whole frequency band. A real life test attempting to compensate the phase and amplitude imbalance of a balun was performed. The phase and amplitude imbalance was successfully improved at 3 GHz, with the phase imbalance improved from 6.8◦ to 1.7◦, and amplitude imbalance improved from 0.65 dB to 0.02 dB. The successful phase and amplitude imbalance improvement is a proof of concept that a phase and amplitude compensator circuit can be used to improve the phase and amplitude imbalance of a balun.

I vissa mikrovågssystem som använder sig av balanserade signaler, kan det vara viktigt att minimera fas- och amplituds-imbalans. För att konvertera en obalanserad signal till en balanserad signal kan en balun användas. För extremt bredbandinga tillämpningar, till exempel elektronisk krigföring, kan det vara opraktiskt och dyrt att använda baluner som uppfyller kraven för fas- och amplitud-obalans över hela frekvensområdet. En potentiell lösning, som undersöks i detta examensarbete, är att använda en fas- och amplituds- kompensator, som kan aktivt styras för att förbättra fas- och amplituds- imbalansen i en balanserad transmissionledning. En fullständig designcykel genomfördes för att skapa en fas- och amplituds-kompensator på ett mönsterkort som fungerar för en frekvens i taget inom frekvensområdet 0.5 − 6 GHz. Fas- och amplituds-kompensatorn bestod av en spänningsstyrd fasskiftare följt av spänningsstyrd dämpare. Kompensatorn kontrollerades av ett DC-biasnätverk. Fasskiftaren bestod av ett bandpassfilter med kapacitansdioder för spänningsstyrd fasförskjutning. Fasskiftaren designades och simulerades i mjukvaran "Cadence AWR Microwave Office". En kommersiellt tillgänglig spänningsstyrd dämpare användes. Slutligen skapades en optimeringsalgoritm för att hitta de bästa inställningarna för kompensatorn. Prestandan av de tillverkade mönsterkorten med kompensatorn och dess subsystem mättes upp. Den variabla fasskiftaren uppnådde en fasförskjutning på minst ±10◦ med S₁₁ < −15 dB och S₂₁ > −1.5 dB över hela frekvensområdet. Kompensatorn uppnådde S₁₁ < −12 dB och S₂₁ > −3 dB över hela frekvensområdet. Ett verkligt test utfördes för att kompensera fas- och amplituds-obalansen av en balun. Fas- och amplituds-obalansen förbättrades vid 3 GHz, där fasobalansen förbättrades från 6.8◦ till 1.7◦, amplitudsobalansen förbättrades från 0.65 dB till 0.02 dB. Förbättringen av fas- och amplituds-obalansen är ett bevis att en fas- och amplituds-kompensator kan använads för att förbättra prestandan av en balun.