CN111884614A - 一种108-270MHz跳频滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种108‑270MHz跳频滤波器，通过设置第一谐振腔、第二谐振腔和第三谐振腔，相比现有技术中设置两个谐振单元，本发明的谐振单元增加一个，在相同带宽下矩形系数有提升，对抑制有较大改善，可以在不减少减小带宽以及增加通带插损的前提下，提升抑制；本发明优化了跳频滤波器的机械结构，可以通过一个跳频滤波器实现108‑270MHz的带宽，而该带宽只用一个滤波器实现能明显减小尺寸，插损明显降低，在相同指标下，尺寸能缩减到目前水平的一半，对现代通信设备的小型化有显著提升。

Description

一种108-270MHz跳频滤波器

技术领域

本发明涉及大功率跳频滤波器技术领域，尤其涉及一种108-270MHz跳频滤波器。

背景技术

在军民通信应用中，大功率跳频滤波器主要用于发射机功率放大器的输出口，它是一种频率可变的带通滤波器，其应用环境决定了它必须具有损耗小的特点。在电磁环境越来越恶劣的今天，滤波器的抗电磁干扰能力显得尤为重要，因而大功率跳频滤波器需要有较高的带外信号抑制能力，同时，作为大功率信号的通道，更是需要其具有极佳的可靠性，这就要求滤波器有良好的散热能力，以保证其在高温极端环境下仍能稳定的工作。随着现代技术的发展，通信装备需要具有小型化的特点，这就决定了大功率跳频滤波器在几何尺寸上不能过大。然而大功率跳频滤波器几何尺寸越小，其散热能力势必恶化。因此，为解决上述问题，提供一种108-270MHz跳频滤波器，以对当前该频段大功率跳频滤波器的可靠性和带外信号抑制能力加以改进提升。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种108-270MHz跳频滤波器，以对当前该频段大功率跳频滤波器的可靠性和带外信号抑制能力加以改进提升。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种108-270MHz跳频滤波器，其包括

腔体，内部容纳有N个谐振电容和N个PIN二极管；其内部还设置有第一谐振腔、第二谐振腔和第三谐振腔；

第一谐振腔，设置有射频输入口、射频输出口、第一谐振电感、第二谐振电感和第三谐振电感；

第二谐振腔，设置有第一通道，第二谐振腔通过第一通道与第一谐振腔连通；第一通道上设置有若干个第一安装工位；

第三谐振腔，设置有第二通道，第三谐振腔通过第二通道与第一谐振腔连通；第二通道上设置有若干个第二安装工位；

N个所述PIN二极管的阳极分别焊接在若干个第一安装工位和第二安装工位上，N个所述PIN二极管的阴极分别通过N个谐振电容与第一谐振电感、第二谐振电感和第三谐振电感中任一谐振电感的一端电性连接，第一谐振电感、第二谐振电感和第三谐振电感的另一端接地。

在以上技术方案的基础上，优选的，第二谐振腔和第三谐振腔通过隔板(2)分开。

在以上技术方案的基础上，优选的，第一谐振电感、第二谐振电感和第三谐振电感呈一字摆放或呈三角形摆放。

在以上技术方案的基础上，优选的，第一谐振腔、第二谐振腔和第三谐振腔的能量在其谐振腔内通过空间耦合到相邻空间的谐振电感上。

在以上技术方案的基础上，优选的，第一谐振腔、第二谐振腔和第三谐振腔均包括十二组结构相同并且相互并联的PIN二极管开关电容电路；

PIN二极管开关电容电路包括：一个谐振电容和一个PIN二极管；所述谐振电容的一端与第一谐振电感、第二谐振电感和第三谐振电感中任意谐振电感的另一端电性连接，第一谐振电感、第二谐振电感和第三谐振电感的另一端均接地，谐振电容的另一端通过反向导通的PIN二极管接地。

进一步优选的，第一谐振腔、第二谐振腔和第三谐振腔内十二组PIN二极管开关电容电路分别受外部驱动电路输出的十二个驱动信号控制。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括结构相同的输入阻抗匹配器和输出阻抗匹配器；

射频信号穿过射频输入口并通过输入阻抗匹配器进入第一谐振腔、第二谐振腔和第三谐振腔中的任一空间，并通过空间耦合的方式将其能量耦合到相邻的空间，依次循环，直至射频信号通过输出阻抗匹配器穿过射频输出口。

本发明的一种108-270MHz跳频滤波器相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)通过设置第一谐振腔11、第二谐振腔12和第三谐振腔13，相比现有技术中设置两个谐振单元，本发明谐振单元增加一个，相应的，在相同带宽下矩形系数有提升，对抑制有较大改善，可以在不减少减小带宽以及增加通带插损的前提下，提升抑制；

(2)目前108-270MHz频段下的跳频滤波器均需要两个跳频滤波器才能覆盖该频段，并且两个滤波器通过两个射频开关切换，采用射频开关切换以及多个跳频滤波器容易带来额外的开关插损，使得整个滤波器就会有额外的开关插损；而本实施例优化了跳频滤波器的机械结构，可以通过一个跳频滤波器实现108-270MHz的带宽，而该带宽只用一个滤波器实现能明显减小尺寸，插损明显降低，在相同指标下，尺寸能缩减到目前水平的一半，对现代通信设备的小型化有显著提升；

(3)本发明还减少了跳频滤波器内部器件的串联度，在在同样指标和尺寸要求下，可以做更小，电子器件使用更少，器件串联度更小，受损几率也更小；

(4)跳频滤波器中所有的PIN二极管阳极全部焊接到若干个第一安装工位12-2上和第二安装工位13-2，而第一安装工位12-2上和第二安装工位13-2均为金属结构件，PIN二极管焊接在第一安装工位12-2上和第二安装工位13-2上能显著提升其散热能力，对跳频滤波器的功率容量有提升。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种108-270MHz跳频滤波器隐藏盖板的立体图；

图2为本发明一种108-270MHz跳频滤波器的内部电子器件的电路图

图中，1-腔体，11-第一谐振腔，11-1-射频输入口，11-2-射频输出口，12-第二谐振腔，12-1-第一通道，12-2-第一安装工位，13-第三谐振腔，13-1-第二通道，13-2-第二安装工位，2-隔板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

如图2所示，本发明的一种108-270MHz跳频滤波器，其包括腔体1。

腔体1，内部容纳有N个谐振电容和N个PIN二极管；其内部还设置有第一谐振腔11、第二谐振腔12和第三谐振腔13；其中，第一谐振腔11、第二谐振腔12和第三谐振腔13均为谐振腔，并且可以形成三个谐振单元，而现有技术中一般都是采用两个谐振腔实现，并且在两个谐振腔的形式下提升抑制最有效办法就是减小带宽，这样通带插损势必增加，因此，为了解决上述问题，本实施例采用三个谐振腔，相比现有技术，谐振单元增加一个，相应的，在相同带宽下矩形系数有提升，对抑制有较大改善。

第一谐振腔11，设置有射频输入口11-1、射频输出口11-2、第一谐振电感、第二谐振电感和第三谐振电感；其中，第一谐振电感、第二谐振电感和第三谐振电感呈一字摆放或呈三角形摆放。

第二谐振腔12，设置有第一通道12-1，第二谐振腔12通过第一通道12-1与第一谐振腔11连通；第一通道12-1上设置有若干个第一安装工位12-2；

第三谐振腔13，设置有第二通道13-1，第三谐振腔13通过第二通道13-1与第一谐振腔11连通；第二通道12-2上设置有若干个第二安装工位13-2；第二谐振腔12和第三谐振腔13通过隔板2分开。第一谐振腔11、第二谐振腔12和第三谐振腔13的能量在其谐振腔内通过空间耦合到相邻空间的谐振电感上。

其中，N个PIN二极管的阳极分别焊接在若干个第一安装工位12-2和第二安装工位13-2上，N个PIN二极管的阴极分别通过N个谐振电容与第一谐振电感、第二谐振电感或第三谐振电感的一端电性连接，第一谐振电感、第二谐振电感和第三谐振电感的另一端接地。本实施例中，如图2所示，每个谐振腔包括十二组结构相同并且相互并联的PIN二极管开关电容电路，以第一谐振腔11对应的谐振单元为例，PIN二极管开关电容电路包括：一个谐振电容和一个PIN二极管；具体的，谐振电容的一端与谐振电感的另一端电性连接，谐振电容的另一端通过反向导通的PIN二极管接地。PIN二极管与谐振电容的中间连接点接入外部驱动电路的控制信号，如图2所示，第一谐振腔11、第二谐振腔12和第三谐振腔13中的十二组PIN二极管开关电容电路分别受外部驱动电路输出的十二个驱动信号控制，即外部驱动电路输出的一路控制信号可以同时控制第一谐振腔11、第二谐振腔12和第三谐振腔13中的一组PIN二极管开关电容电路。相比现有技术，本实施例采用了更少的电子器件，在同样指标和尺寸要求下，可以做更小，电子器件使用更少，器件串联度更小，受损几率也更小。

腔体1内部还设置有结构相同的输入阻抗匹配器和输出阻抗匹配器，射频信号穿过射频输入口11-1并通过输入阻抗匹配器进入第一谐振腔11、第二谐振腔12和第三谐振腔13中的任一空间，并通过空间耦合的方式将其能量耦合到相邻的空间，依次循环，直至射频信号通过输出阻抗匹配器穿过射频输出口11-2。

本实施例的工作原理为：射频信号穿过射频输入口11-1并通过输入阻抗匹配器进入第一谐振腔11，并通过空间耦合的方式将其能量耦合到第二谐振腔12，第二谐振腔12也通过空间耦合的方式将其能量耦合到第三谐振腔13，在能量耦合的过程中，通过外部驱动电路驱动通过十二组并联的PIN二极管开关电容电路分别切换第一谐振腔11、第二谐振腔12和第三谐振腔13的谐振电容实现跳频，即谐振电容的容值状态有1024类，从1024个谐振频率点中选出插损较小、指标较好且频率连续的250个谐振频率点用以覆盖该段的频段范围，跳频完成后，射频信号通过输出阻抗匹配器穿过射频输出口11-2。

本实施例的有益效果为：通过设置第一谐振腔11、第二谐振腔12和第三谐振腔13，相比现有技术中设置两个谐振单元，本实施例的谐振单元增加一个，相应的，在相同带宽下矩形系数有提升，对抑制有较大改善，可以在不减少减小带宽以及增加通带插损的前提下，提升抑制；

目前108-270MHz频段下的跳频滤波器均需要两个跳频滤波器才能覆盖该频段，并且两个滤波器通过两个射频开关切换，采用射频开关切换以及多个跳频滤波器容易带来额外的开关插损，使得整个滤波器就会有额外的开关插损；而本实施例优化了跳频滤波器的机械结构，可以通过一个跳频滤波器实现108-270MHz的带宽，而该带宽只用一个滤波器实现能明显减小尺寸，在相同指标下，插损明显降低，尺寸能缩减到目前水平的一半，对现代通信设备的小型化有显著提升；

本实施例还减少了跳频滤波器内部器件的串联度，在同样指标和尺寸要求下，可以做更小，电子器件使用更少，器件串联度更小，受损几率也更小；

跳频滤波器中所有的PIN二极管阳极全部焊接到若干个第一安装工位12-2上和第二安装工位13-2，而第一安装工位12-2上和第二安装工位13-2均为金属结构件，PIN二极管焊接在第一安装工位12-2上和第二安装工位13-2上能显著提升其散热能力，对跳频滤波器的功率容量有提升。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种108-270MHz跳频滤波器，其包括

腔体(1)，内部容纳有N个谐振电容和N个PIN二极管；其内部还设置有第一谐振腔(11)、第二谐振腔(12)和第三谐振腔(13)；

第一谐振腔(11)，设置有射频输入口(11-1)、射频输出口(11-2)、第一谐振电感、第二谐振电感和第三谐振电感；

第二谐振腔(12)，设置有第一通道(12-1)，第二谐振腔(12)通过第一通道(12-1)与第一谐振腔(11)连通；第一通道(12-1)上设置有若干个第一安装工位(12-2)；

第三谐振腔(13)，设置有第二通道(13-1)，第三谐振腔(13)通过第二通道(13-1)与第一谐振腔(11)连通；第二通道(12-2)上设置有若干个第二安装工位(13-2)；

N个所述PIN二极管的阳极分别焊接在若干个第一安装工位(12-2)和第二安装工位(13-2)上，N个所述PIN二极管的阴极分别通过N个谐振电容与第一谐振电感、第二谐振电感和第三谐振电感中任一谐振电感的一端电性连接，第一谐振电感、第二谐振电感和第三谐振电感的另一端接地。

2.如权利要求1所述的一种108-270MHz跳频滤波器，其特征在于：所述第二谐振腔(12)和第三谐振腔(13)通过隔板(2)分开。

3.如权利要求1所述的一种108-270MHz跳频滤波器，其特征在于：所述第一谐振电感、第二谐振电感和第三谐振电感呈一字摆放或呈三角形摆放。

4.如权利要求1所述的一种108-270MHz跳频滤波器，其特征在于：所述第一谐振腔(11)、第二谐振腔(12)和第三谐振腔(13)的能量在其谐振腔内通过空间耦合到相邻空间的谐振电感上。

5.如权利要求1所述的一种108-270MHz跳频滤波器，其特征在于：所述第一谐振腔(11)、第二谐振腔(12)和第三谐振腔(13)均包括十二组结构相同并且相互并联的PIN二极管开关电容电路；

所述PIN二极管开关电容电路包括：一个谐振电容和一个PIN二极管；所述谐振电容的一端与第一谐振电感、第二谐振电感和第三谐振电感中任意谐振电感的另一端电性连接，第一谐振电感、第二谐振电感和第三谐振电感的另一端均接地，谐振电容的另一端通过反向导通的PIN二极管接地。

6.如权利要求5所述的一种108-270MHz跳频滤波器，其特征在于：所述第一谐振腔(11)、第二谐振腔(12)和第三谐振腔(13)内十二组PIN二极管开关电容电路分别受外部驱动电路输出的十二个驱动信号控制。

7.如权利要求1所述的一种108-270MHz跳频滤波器，其特征在于：还包括结构相同的输入阻抗匹配器和输出阻抗匹配器；

所述射频信号穿过射频输入口(11-1)并通过输入阻抗匹配器进入第一谐振腔(11)、第二谐振腔(12)和第三谐振腔(13)中的任一空间，并通过空间耦合的方式将其能量耦合到相邻的空间，依次循环，直至射频信号通过输出阻抗匹配器穿过射频输出口(11-2)。

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