CN101534104A - 一种小型化超宽带电调滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种小型化超宽带电调滤波器，其特征在于：电路结构包括两个阻抗变换单元、N谐振单元、(N－1)谐振耦合单元和N组谐振控制电压单元，所述抗阻变换单元置入电路的输入端和输出端实现阻抗变换，(N－1)个谐振耦合单元串联后在两端以及相邻两个的接点上对应连接N个谐振单元，所述N个谐振控制电压单元对应连接并控制N个谐振单元实现不同谐振点。该滤波器具有体积小、超宽带连续电调、高矩形度、窄带选通等优点，广泛的应用于侦听、接收机前端等场合。
Description
技术领域
本发明涉及射频滤波器技术领域，具体涉及一种小型化超宽带电调滤波器。
背景技术
伴随着微电子以及通讯技术的发展，跳频通讯、宽带通讯及侦听、电子对抗等领域得到了长足的发展，这些通讯技术中的射频前端都要使用选频滤波器组件，用以对通讯信号的选择以及对干扰信号的抑制，该滤波器组件在体积、选择性、带宽等方面对整个通讯系统的通讯质量起着重要的影响。目前通用的滤波器组件由于其本身的技术限制造成了体积大、带宽宽等问题。由于集成电路技术的不断进步，在射频前端里除了滤波器组件以外的其它元件都趋于小型化、集成化，滤波器组件的体积在整个射频前端中占80％，因而实现滤波器组件的小型化以及提高其性能就显得迫切而且必要。该新型电调滤波器电路技术正是基于此应用背景而研究与发明的。
中国专利02214418.8提到了一种大功率电调滤波器，该专利采用电机控制调节同轴谐振腔实现的C波段大功率滤波器。虽然该专利没有提到具体参数指标，由于该技术是采用电机调谐波器体积十分庞大，适用于大功率发射场合。
发明内容
本发明所要解决的问题是：如何提供一种小型化超宽带电调滤波器，该滤波器具有体积小、超宽带连续电调、高矩形度、窄带选通等优点，广泛的应用于侦听、接收机前端等场合。
本发明所提出的技术问题是这样解决的：提供一种小型化超宽带电调滤波器，其特征在于：电路结构包括两个阻抗变换单元、N谐振单元、(N-1)谐振耦合单元和N组谐振控制电压单元，所述抗阻变换单元置入电路的输入端和输出端实现阻抗变换，(N-1)个谐振耦合单元串联后在两端以及相邻两个的接点上对应连接N个谐振单元，所述N个谐振控制电压单元对应连接并控制N个谐振单元实现不同谐振点，其中：
①所述阻抗变换单元和谐振耦合单元都采用三个独立电感或者电容抽头组合而成；
②所述谐振单元采用电感与两组串联变容二极管对并联形成谐振点。
③N为整数，根据需要从2到10之间选择。
本发明对传统的谐振耦合式滤波器结构进行了一系列的演化与变换，得到了一种可以跟据不同带宽要求增加或者减少电路的谐振单元，已取得三个倍频程以上的连续电调滤波器特性。
本发明中采用阻抗变换后，滤波器的相对带宽可以从常规电路的15％减小为5％或者更小，可以满足窄带选通并提高带外抑制的要求。
本发明中采用谐振耦合单元后，电调滤波器在三个倍频程范围调谐选通的时候，输入输出驻波保证在1.5以内，相对带宽在±1％之间变化。
本发明中的电调滤波器电路结构可以根据技术要求的不同，选择不同的谐振阶数、耦合阶数以及阻抗变换比，以满足不同的需求。
本发明中控制电压为直流电压，有别于常规选频组件采用并联多组TTL电平的选通方式，电调滤波器选通频带与直流电压V成线性关系，不同的电压值对应不同的选通频带，输入为一组电压，经过谐振控制单元之后分别控制不同的谐振单元。
在现有的滤波器组件选通技术中，如果滤波器相对带宽为10％，频带覆盖3个倍频程时，至少需要16组滤波器，这时体积一般为130*130*25。采用本发明所提供的电调滤波器结构实现10％的相对带宽，覆盖3个倍频程时体积仅为50*50*15。
该结构的电路特性突破了传统预选滤波器组件通带宽并且只能选择固定通带的弊端，实现了采用直流偏置电压进行宽频带连续调谐的选频特性，与覆盖相同频段、相同带宽的预选滤波器组件相比体积减小75％以上。该电调滤波器电路结构可以根据不同的技术要求，选择不同的谐振耦合阶数以及阻抗变换单元变换比，实现相对带宽从12％到5％，矩形度从7∶1到2∶1之间的任意选择，具有极宽的适用范围。
附图说明
图1是四阶电调滤波器典型电路。
图2是本发明的逻辑框图。
图3是电感制作示意图。
图4是调谐变容关配对示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述：
如图2所示，该电调滤波器电路结构主要由四个单元组成：1)阻抗变换单元，2)谐振单元，3)谐振耦合单元，4)谐振控制电压单元，这四个电路单元经过有机的互连与组合可以实现超宽带电调滤波器特性。阻抗变换单元采用三个独立电感或者电容抽头组合，该阻抗变换单元分别置于输入、输出端以实现阻抗变化。谐振单元采用电感与两组串联变容二极管对并联形成谐振点，在电路中谐振单元可以从2到10之间任意选择。谐振耦合单元采用三个独立电感或者电容抽头组合而成，在电路中谐振耦合单元可以从2到10之间任意选择。谐振控制电压单元，输入端为1组电源V，输出电压组数可以是V1到V10任意选择，该电压组数与谐振单元数是匹配的。该电路输出端分别采用阻抗变换单元实现阻抗变换，N个谐振单元在N组谐振控制电压单元的控制下实现不同谐振点，这N个谐振点在(N-1)组谐振耦合单元的耦合下形成滤波器特性电路。
首先选定电感实现方式，该电感在宽频带调谐时电感量相对稳定，根据不同的频带选择不同的电感实现方式，该电路中采用A型磁环，在3个倍频程频带内电感量在±5％左右变化，Q值可以达到80以上，采用如图3所示的绕制方式制作电感L1～L19。
其次是调谐单元的实现，调谐单元采用超突变结变容二极管，其变比可达到10以上，可以满足调谐3个倍频程的要求。由于调谐线性以及二阶、三阶的要求，该电路变容管采用图4所示的方式。图中选择不同指数曲线的变容管进行组合并测试，以达到调谐线性要求以及提高二阶、三阶交调点。
最后是调谐控制电压的实现，由于输入电压只有一组，调谐控制电压为N组，根据电路调谐特性采用高精度的单片机跟踪输出，同时提供N组输出控制电压，使其达到预期的调谐点。
综合以上各单元的实现方式，制作电路板进行电装调试即可完成电调滤波器的制作。
上述得到的电调滤波器具有如下特点：
1.调谐范围：25～90MHz，
2.插入损耗：≤5dB，
3.相对带宽：5％
4.驻波：1.5
5、矩形系数：3：1
6、连续电调。
Claims (1)
1、一种小型化超宽带电调滤波器，其特征在于：电路结构包括两个阻抗变换单元、N谐振单元、(N-1)谐振耦合单元和N组谐振控制电压单元，所述抗阻变换单元置入电路的输入端和输出端实现阻抗变换，(N-1)个谐振耦合单元串联后在两端以及相邻两个的接点上对应连接N个谐振单元，所述N个谐振控制电压单元对应连接并控制N个谐振单元实现不同谐振点，其中：
①所述阻抗变换单元和谐振耦合单元都采用三个独立电感或者电容抽头组合而成；
②所述谐振单元采用电感与两组串联变容二极管对并联形成谐振点。
③N为整数，根据需要从2到10之间选择。
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- 2009-04-01 CN CN200910058789A patent/CN101534104A/zh active Pending
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