CN102064787B

CN102064787B - 一种射频带通滤波电路

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Publication number: CN102064787B
Application number: CN201010612432.XA
Authority: CN
Inventors: 罗海军; 范小方
Original assignee: Hytera Communications Corp Ltd
Current assignee: Hytera Communications Corp Ltd
Priority date: 2010-12-29
Filing date: 2010-12-29
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2030-12-29
Also published as: CN102064787A

Abstract

本发明公开了一种射频带通滤波电路，第一谐振模块，用于接收射频信号，对射频信号中预设第一谐振频率的射频信号进行抑制；对预设第二谐振频率的射频信号进行选频，对预设第二谐振频率之外的其他射频信号进行抑制；第二谐振单元，用于接收第一谐振模块输出的射频信号，对射频信号中预设第三谐振频率的射频信号进行抑制。该电路具有良好的滤波效果，能够同时保证无线接收设备的接收抗扰性和接收灵敏度。

Description

一种射频带通滤波电路

技术领域

本发明涉及滤波技术，尤其涉及一种射频带通滤波电路。

背景技术

接收抗扰性与接收灵敏度对于接收机等无线接收设备非常重要，而这些要求都与无线接收设备的射频带通滤波器有直接的关系。

现有的射频带通滤波器基本上采用电容强耦合或电感电容并联固定零点耦合的电路结构，如下图1所示的射频带通滤波电路中，通过控制器TUNE TV调谐变容管D9014和D9015的电容值，得到不同的谐振频点，从而实现不同频率的选择性。

但是，此射频带通滤波电路中，由于采用了级间的电容强耦合形式，因此，带宽会随着频率的上升而变大，而该电路只有一个零点，且零点在波形左边，这样就不能保证对于射频信号近端右边的杂散信号进行有效抑制，滤波效果差，从而导致无线接收设备的接收抗扰性较差；而如果希望实现对于杂散信号的抑制，提高无线接收设备的接收抗扰性，则需要减小射频带通滤波电路的带宽，这样将增大滤波电路的损耗，降低无线接收设备的接收灵敏度。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是，提供一种射频带通滤波电路，具有良好的滤波效果，能够同时保证无线接收设备的接收抗扰性和接收灵敏度。

为此，本发明实施例采用如下技术方案：

本发明实施例一种射频带通滤波电路，包括：

第一谐振模块，用于接收射频信号，对射频信号中预设第一谐振频率的射频信号进行抑制；对预设第二谐振频率的射频信号进行选频，对预设第二谐振频率之外的其他射频信号进行抑制；

第二谐振单元，用于接收第一谐振模块输出的射频信号，对射频信号中预设第三谐振频率的射频信号进行抑制。

第一谐振模块包括：

第一电容的第一端连接输入端，并通过第二电容接地；第一电容的第二端通过第一电感接地；第一变容二极管的阴极连接第一电容的第一端，阳极连接第一电容的第二端。

第二谐振单元包括：

第三电感的第一端连接输入端，第二端连接输出端；

串联的第五电容、第三变容二极管以及第六电容与第三电感并联，第三变容二极管的阳极通过第一电阻接地。

第一变容二极管的阴极和/或第三变容二极管的阴极分别通过一电阻连接控制器，以在控制器的控制下改变二极管自身的电容量。

该电路还包括第二谐振模块，第二谐振模块包括：

第三电容的第一端连接输出端，第二端接地；

第四电容的第一端连接输出端，第二端通过第二电感接地；

第二变容二极管的阴极连接第四电容的第一端，阳极连接第四电容的第二端。

第一谐振模块包括：

第一谐振单元，用于接收射频信号，对射频信号中预设第一谐振频率的射频信号进行抑制；

选频回路单元，用于对第一谐振单元输出的射频信号中，预设第二谐振频率的射频信号进行选频，对预设第二谐振频率之外的其他射频信号进行抑制。

第一谐振单元包括：第四电感的第一端连接输入端，第二端通过串接的第七电容和第四变容二极管接地。

选频回路单元包括：

第五电感的第一端通过串接的第八电容和第五变容二极管接地，第二端接地；第十二电容的第一端连接第五电感的第一端，第二端通过第六电感接地，还通过串接的第九电容和第六变容二极管接地。

第二谐振单元包括：

第十电容的第一端通过串接的第七电感以及第五电阻接地，第二端通过串接的第七变容二极管以及第五电阻接地，其中，第七变容二极管的阴极与第十电容的第二端连接，阳极与第五电阻连接。

第七变容二极管的阴极和/或第四变容二极管的阴极分别通过一电阻连接控制器，以在控制器的控制下改变二极管自身的电容。

对于上述技术方案的技术效果分析如下：

通过第一谐振模块和第二谐振单元实现了对于两个谐振频率的射频信号的抑制，也即实现了射频带通滤波电路的两个零点处射频信号的抑制，从而可以对射频信号近端左边和右边的杂散信号进行有效抑制，提高了滤波效果，进而提高了无线接收设备的接收抗扰性；而且，还可以在控制器的控制下，对第一谐振频率和/或第三谐振频率进行调谐，从而在不增加滤波器损耗，也即在不降低无线接收设备灵敏度的情况下，实现了干扰信号的杂散抑制，从而同时保证了无线接收设备的接收灵敏度与接收抗扰性；同时，对第一谐振频率和/或第二谐振频率和/或第三谐振频率进行调谐，也实现了滤波器的宽频段调谐选频。

附图说明

图1为现有技术射频带通滤波电路结构示意图；

图2为本发明实施例射频带通滤波电路结构示意图；

图2a为本发明实施例射频带通滤波电路中谐振频率之间的位置关系示意图；

图3为本发明实施例一种射频带通滤波电路的实现电路结构示意图；

图4为本发明实施例另一种射频带通滤波电路的实现电路结构示意图。

具体实施方式

以下，结合附图详细说明本发明实施例射频带通滤波电路的实现。

图2为本发明实施例射频带通滤波电路的结构示意图，如图2所示，该电路包括：

第一谐振模块210，用于接收射频信号，对射频信号中预设第一谐振频率的射频信号进行抑制；并且，还用于对预设第二谐振频率的射频信号进行选频，对预设第二谐振频率之外的其他射频信号进行抑制；

第二谐振单元220，用于接收第一谐振模块输出的射频信号，对射频信号中预设第三谐振频率的射频信号进行抑制。

其中，第一谐振频率和第三谐振频率通过电压控制方式调谐，进一步地，通过对产生第一谐振频率和第三谐振频率的谐振电路中变容二极管的电压进行控制的方式来进行频率的调谐。

其中，如图2a所示，所述第一谐振频率f1(即第一零点)小于第二谐振频率f2(即谐振选频频点)，第二谐振频率f2小于第三谐振频率f3(即第二零点)。

在图2所示的射频带通滤波电路中，通过第一谐振模块和第二谐振单元实现了对于两个谐振频率的射频信号的抑制，也即实现了射频带通滤波电路的左右两个零点，从而可以对射频信号近端右边的杂散信号进行有效抑制，提高了滤波效果；而且，第一谐振模块和第二谐振单元还可以在控制器端的控制下，对第一谐振频率和/或第三谐振频率进行变化，从而在不增加滤波器损耗的情况下，更有效的实现了干扰信号的杂散抑制，从而同时保证了无线接收设备的接收灵敏度与接收抗扰性。同时，对第一谐振频率和/或第二谐振频率和/或第三谐振频率进行调谐，也实现了滤波器的宽频段调谐选频。

以下，通过图3和图4对本发明实施例射频带通滤波电路的具体电路实现进行更为详细的说明。

图3为本发明实施例的一种射频带通滤波电路的实现结构示意图，如图3所示，其中输入端IN和输出端OUT为带通滤波电路的射频信号输入端和输出端。该电路包括：

输入端IN通过第二电容C2接地，通过串联的第一电容C1和第一电感L1接地；输入端IN还通过串联的第一变容二极管D1以及第一电感L1接地；其中，第一变容二极管D1的阳极与第一电感L1连接，阴极连接输入端IN；

输入端IN通过第三电感L3连接输出端OUT，串接的第五电容C5、第三变容二极管D3以及第六电容C6与第三电感L3并联；其中，第三变容二极管D3的阳极连接第五电容C5，阴极连接第六电容C6；并且，第三变容二极管D3的阳极通过第一电阻R1接地；

输出端OUT通过第三电容C3接地；并且，通过串联的第四电容C4以及第二电感L2接地，还通过串联的第二变容二极管D2以及第二电感L2接地；其中，第二变容二极管D2的阳极连接第二电感L2的一端，阴极连接输出端OUT。

其中，在图3所示的电路中：

第一变容二极管D1、第一电容C1以及第一电感L1构成第一级串联谐振电路，该第一级串联谐振电路产生的第一谐振频率即为导通滤波器的第一零点，此零点位于波形的左边；

另外，该第一级串联谐振电路与第二电容并联形成第一选频回路，进行预设第二谐振频率射频信号的选频处理；所述第一选频回路即对应图2中的所述第一谐振模块。该第一谐振模块既可以产生第一零点，进行第一零点对应谐振频率的射频信号的抑制，又可以进行预设第二谐振频率射频信号的选频。

第五电容C5、第六电容C6、第三电感L3以及第三变容二极管D3所构成的电路结构为一阶并联谐振通路，该一阶并联谐振通路产生的谐振频率对应第二零点，该零点位于波形的右边。所述一阶并联谐振通路即对应图2中的所述第二谐振单元。

其中，第一谐振频率和第三谐振频率位于第二谐振频率的左右两边，也即：第一谐振频率小于第二谐振频率，第二谐振频率小于第三谐振频率。

所述第一电阻R1用于为第三变容二极管D3构成电流回路，从而通过控制器的控制改变第三变容二极管D3的电容，进而改变第五电容C5、第三变容二极管D3以及第六电容C6串行形成的电容的大小，从而最终改变并联谐振通路所产生的谐振频率(即第二零点)的大小，改变本发明实施例射频带通滤波电路的带宽。

第二变容二极管D2、第二电感L2以及第四电容C4构成第二级串联谐振电路，第二级串联谐振电路也产生第一零点，该第二级串联谐振电路与第三电容共同构成第二选频回路，以进行选频滤波处理，该第二选频回路所产生的第一零点以及滤波处理均与第一选频回路相同，作用在于保证带通滤波电路的对称结构，从而保证第一零点处的滤波效果。

图3所示射频带通滤波电路的工作原理为：

输入的宽频带射频信号经过输入端IN到达第一级串联谐振电路，第一级串联谐振电路产生的第一谐振频率处的射频信号被抑制(即第一零点对应的谐振频率处的射频信号)，非谐振频率的射频信号通过；射频信号经过第一级串联谐振电路进入第一选频回路时，第一选频回路所产生的第二谐振频率附近的射频信号通过，非谐振频率附近的射频信号被电容C2短路到地，实现滤波；

经过滤波和第一零点改变形状的射频信号在通过第六电容C6、第三变容二极管D3、第五电容C5以及第三电感L3构成的并联谐振通路时，并联谐振通路产生第二零点，使得通路所产生的第三谐振频率(即第二零点对应谐振频率)附近的射频信号被抑制，非第三谐振频率附近的射频信号率通过。

第一零点和第二零点交叉抑制后的射频信号，在通过第二级串联谐振电路和第二选频回路时，被实施与通过第一级串联谐振电路和第一选频回路同样的动作，然后通过输出端OUT输出。

另外，根据前述说明，由于第三变容二极管D3是变容二极管，可以用电压来控制电容值的大小从而改变第二零点的位置，从而可以在不加大损耗的同时，改变射频滤波器的带宽，实现差损与杂散抑制的均衡，表现在系统性能指标上就是接收灵敏度与抗扰性均衡。

另外，图3所示带通滤波电路中变容二极管D1、D2、D3也可以分别由控制器TUNE来进行电压调谐，通过改变变容二极管的电压来改变各个变容二极管的电容值，从而改变第一零点和/或第二零点的位置，从而改变带通滤波电路的带宽，以适用于更多的滤波场合。

图4为本发明实施例另一种射频带通滤波电路的实现结构示意图，如图4所示，包括：

输入端IN通过串联的第四电感L4、第七电容C7以及第四变容二极管D4接地，第四变容二极管D4的阳极接地，阴极连接第七电容C7，阴极还通过第二电阻R2连接TUNE；

输入端IN通过第十四电容C14接地；

输入端IN通过串联的第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第七变容二极管D7、第十电容C10以及第十七电容C17连接输出端OUT；

第十一电容C11与第十二电容C12的连接点分别通过第五电感L5以及第十五电容C15接地，还通过串联的第八电容C8以及第五变容二极管D5接地；第五变容二极管D5的阴极连接第十一电容C11以及第十二电容C12，还通过第三电阻R3连接TUNE，阳极接地；

第十二电容C12与第十三电容C13的连接点分别通过第六电感L6和第十六电容C16接地，还通过串联的第九电容C9和第六变容二极管D6接地；第六变容二极管D6的阴极连接第九电容C9，还通过第四电阻R4连接TUNE，阳极接地；

第七变容二极管D7的阳极连接第十三电容C13，还通过第五电阻R5接地；第七变容二极管D7的阴极连接第十电容C10的一端，阳极通过第七电感L7连接第十电容C10的另一端；第七变容二极管D7的阴极还通过第六电阻R6连接TUNE。

其中，在图4所示的电路中：

第四电感L4、第七电容C7以及第四变容二极管D4构成第一级谐振电路，用于接收射频信号，对射频信号中预设第一谐振频率的射频信号进行抑制；产生第一零点；第十四电容C14为滤波电容；

第五电感L5、第八电容C8以及第五变容二极管D5构成第一级选频回路，用于对第二谐振频率的射频信号进行选频，对预设第二谐振频率之外的其他射频信号进行抑制；第十五电容C15为滤波电容；

所述第一级谐振电路和第一级选频回路对应图2所述的第一谐振模块。

第六电感L6、第九电容C9以及第六变容二极管D6构成第二级选频回路，该选频回路的谐振频率与第一级选频回路的谐振频率相同。第二级选频回路的作用在于保证带通滤波电路的对称结构，以使带通滤波电路具有良好的滤波效果。

第七电感L7、第十电容C10以及第七变容二极管D7构成第二级谐振电路，用于产生第二零点。第十六电容C16为滤波电容。

所述第二级谐振电路可以对应于图2所述的第二谐振单元。

第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13以及第十七电容C17为级间耦合电容。

第二电阻R2以及第六电阻R6分别用于在TUNE的控制下，改变对应变容二极管(第四变容二极管D4和第七变容二极管D7)的电容，进而改变第一零点和第二零点的大小。

图4所示电路的工作原理简要说明如下：

输入的宽频带射频信号从输入端IN输入，在经过第一级谐振电路时，第一级谐振电路的第一谐振频率附近(即第一零点对应的谐振频率附近)的射频信号被抑制，非第一谐振频率附近的射频信号通过；然后，射频信号经过第一级选频回路时，第一级选频回路产生的第二谐振频率附近的射频信号通过，非第二谐振频率附近的射频信号被抑制；

经过第一级谐振电路和第一级选频回路交叉抑制后的射频信号在通过第二级选频回路时，被实施与第一级选频回路同样的动作，之后，射频信号通过第二级谐振电路，第二级谐振电路产生的第三谐振频率(即第二零点)附近的射频信号被抑制，其他谐振频率的射频信号通过。

从而实现了对于射频信号在第一零点和第二零点处干扰信号的杂散抑制。

而且，由于第四变容二极管D4、第七变容二极管D7由控制器TUNE控制，这样就可以改变第四变容二极管D4和第七变容二极管D7的电容值，进而改变第一零点和/或第二零点的位置，从而在不增加滤波器损耗的情况下，实现了干扰信号的杂散抑制，进而保证了系统的接收灵敏度与接收抗扰性。

在本发明实施例的带通滤波电路中，所有器件均可以为独立的分离器件；另外，电感可以由集总参数元件线圈实现，此时，本发明实施例的带通滤波电路为工作频率在1GHZ以下的滤波电路。

另外，本发明实施例的带通滤波电路中的第二零点的产生电路，并非由空间互感耦合产生的一等效电容与极间串联电感并联回路形成，而是由一个实实在在存在的极间电容并联一极间电感构成的回路形成，且第一零点和第二零点均分别可以通过电压调谐来控制。

本发明实施例的带通滤波电路可以适用于接收机等无线接收设备中。

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

Claims

1.一种射频带通滤波电路，其特征在于，包括：

第二谐振单元，用于接收第一谐振模块输出的射频信号，对射频信号中预设第三谐振频率的射频信号进行抑制；

第一谐振模块包括：第一电容、第二电容、第一电感、第一变容二极管，其中：第一电容的第一端连接输入端，并通过第二电容接地；第一电容的第二端通过第一电感接地；第一变容二极管的阴极连接第一电容的第一端，阳极连接第一电容的第二端；

或者，

第一谐振模块包括第一谐振单元、选频回路单元，其中：

选频回路单元，用于对第一谐振单元输出的射频信号中第二谐振频率的射频信号进行选频，对预设第二谐振频率之外的其他射频信号进行抑制；

第二谐振单元包括：第三电感、第五电容、第三变容二极管、第六电容，其中：

第三电感的第一端连接输入端，第二端连接输出端；

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，该电路还包括第二谐振模块，第二谐振模块包括：第三电容、第四电容、第二变容二极管；其中：

第三电容的第一端连接输出端，第二端接地；

第四电容的第一端连接输出端，第二端通过第二电感接地；

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，第一变容二极管的阴极和第二变容二极管的阴极和第三变容二极管的阴极分别通过一电阻连接控制器，以在控制器的控制下改变二极管自身的电容量。

4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，第一谐振单元包括：第四电感、第七电容、第四变容二极管，其中：第四电感的第一端连接输入端，第二端通过串接的第七电容和第四变容二极管接地。

5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，选频回路单元包括第五电感、第八电容、第五变容二极管、第六电感、第九电容、第六变容二极管，其中：

6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，第二谐振单元还可以包括第十电容、第七电感、第七变容二极管，其中：

7.根据权利要求1至6任一项所述的电路，其特征在于，第七变容二极管的阴极和/或第四变容二极管的阴极分别通过电阻连接控制器，以在控制器的控制下改变二极管自身的电容。