CN112019236B - 一种短波后选器 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种短波后选器，包括缸体、第一隔板、第二隔板、支架、线圈框、滤波器电路板和控制系统，缸体内开设有谐振腔、控制腔、两个第一射频孔和六个第二射频孔，两块第一隔板平行的固定连接于谐振腔内且将谐振腔等分为三个独立腔体，谐振腔的每个独立腔体内均填充变压器油，滤波器电路板固定连接于支架底端，滤波器电路板和谐振腔独立腔体的上下腔壁之间均留有间隙，控制系统固定安装于控制腔内；设置滤波器采用并联谐振方式调谐，并采用继电器作为切换开关，大幅提高了参与谐振的谐振电容及继电器所能承受的峰峰值电压，增加谐振电容的路数，用以均分电路导通时在谐振电容上的功率，从而降低了各元件所需求的技术指标。

Description

一种短波后选器

技术领域

本发明涉及数字调谐跳频通信技术领域，尤其涉及一种短波后选器。

背景技术

近年来随着电子技术的飞速发展，无线电通信技术的应用越来越广泛，跳频技术是一种具有高抗干扰性、高抗截获能力的扩频技术。传统的定频通信系统载波频率固定，抗干扰性能差，很容易被截获传递的信息，或发现通信机所在方位而暴露目标。改善无线电通信性能,提高其抗干扰能力，已成为通信技术创新和发展的重要课题，短波后选器对于抑制所要求频率附近的无用信号有重要作用，有利于改善和提高发射机的性能。

目前，传统的后选器输入功率较小，不能输入大功率信号。经过研究发现，其原因在于传统设计的电路结构中的谐振电容的峰峰值电压较低，且设备内各元件无法满足接收大功率信号的技术要求，同时后选器输入大功率表信号后工作时会产生大量热量，容易导致内部元件损坏。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种能够满足输入大功率信号的技术要求，散热效果好的短波后选器。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种短波后选器，包括缸体、第一隔板、支架、线圈框、滤波器电路板和控制系统；缸体内开设有谐振腔、控制腔、两个第一射频孔和六个第二射频孔，谐振腔和控制腔彼此隔开，六个第二射频孔均连通于谐振腔和控制腔之间，两个第一射频孔对称的连通于控制腔和外部环境之间，且两个第一射频孔分别用于控制系统的信号输入和输出；两块第一隔板平行的固定连接于谐振腔内且将谐振腔等分为三个独立腔体，谐振腔的每个独立腔体内均填充变压器油，谐振腔的每个独立腔体均连通两个第二射频孔，每两个第二射频孔分别用于每个独立腔体内滤波器电路板的信号输入和输出；支架固定连接于谐振腔的每个独立腔体顶部；滤波器电路板固定连接于支架底端，滤波器电路板和其所在的谐振腔独立腔体的上下腔壁之间均留有间隙；线圈框固定连接于谐振腔的每个独立腔体内，线圈框用于缠绕谐振线圈；控制系统固定安装于控制腔内。

在以上技术方案的基础上，优选的，控制腔内还设置有继电器KL17-KL24，继电器KL17-KL20的一端并联于同一信号输入端的第一射频孔，继电器KL17和KL21之间直通连接，KL18和KL22之间、KL19和KL23之间以及KL20和KL24之间均串联有频率不同的滤波器；控制系统输出若干组控制继电器KL17-KL24闭合和断开的控制信号，每组控制信号分别控制继电器KL17-KL20中任一个继电器以及继电器KL21-KL24中任一个继电器。

更进一步优选的，滤波器包括阻抗匹配器L1、阻抗匹配器L2、谐振电感L3、谐振电感L4、谐振电容C1-C16和继电器KL1-KL16；阻抗匹配器L1两端分别连接信号输入端的第二射频孔和谐振电感L3的中心抽头，阻抗匹配器L2两端分别连接信号输出端的第二射频孔和谐振电感L4的中心抽头，谐振电感L3一端分别与谐振电容C1-C8 的一端电性连接，谐振电容C1-C8的另一端分别一一对应的通过继电器KL1-KL8接地，谐振电感L4一端分别与谐振电容C9-C16的一端电性连接，谐振电容C9-C16的另一端分别一一对应的通过继电器KL9-KL16接地，谐振电感L3和谐振电感L4的另一端均接地；控制系统输出若干组控制继电器KL1-KL16闭合和断开的控制信号，每组控制信号分别控制继电器KL1-KL8中任一个继电器以及继电器KL9-KL16中任一个继电器。

更进一步优选的，每个谐振腔的独立腔体顶部均开设有十六组第二继电器孔，十六组第二继电器孔分别安装继电器KL1-KL16；控制腔顶部开设有六组第一继电器孔，六组第一继电器孔分别安装继电器KL18、KL19、KL20、KL22、KL23和KL24。

更进一步优选的，继电器KL1-KL24为真空继电器，谐振电容C1-C16为微带线电容，谐振线圈采用紫铜线。

在以上技术方案的基础上，优选的，缸体包括罩壳、底板和挡板，谐振腔和控制腔开设于罩壳内，谐振腔底部敞开，控制腔底部和一侧侧面敞开，底板固定连接于罩壳底部且遮盖住谐振腔和控制腔底部，挡板固定连接于罩壳侧面且遮盖住控制腔敞开侧面。

更进一步优选的，还包括散热栅板，散热栅板规则排列的固定连接于罩壳顶面和底板底面。

更进一步优选的，还包括外壳，外壳固定罩于罩壳外，外壳一侧侧面开设有窗口和第三射频孔，窗口用于安装散热风扇，第三射频孔用于连接客户端，外壳顶面和底面均矩阵开设有散热口，散热口远离窗口。

更进一步优选的，缸体还包括支柱，支柱对称且竖直的固定连接于罩壳两侧，支柱两端固定连接于外壳内腔顶部和底部且使罩壳顶面和外壳内腔顶部以及底板底面和外壳内腔底部之间留有间隙。

更进一步优选的，还包括导热柱，导热柱固定连接于谐振腔内，导热柱底端固定连接于滤波器电路板，导热柱顶端贯穿罩壳顶部并固定连接于外壳内腔顶部。

本发明的一种短波后选器相对于现有技术具有以下有益效果：

（1）设置滤波器采用并联谐振方式调谐，并采用继电器作为切换开关，大幅提高了参与谐振的谐振电容及继电器所能承受的峰峰值电压，同时增加谐振电容的路数至十六路，用以均分电路导通时在谐振电容上的功率，从而降低了各元件所需求的技术指标，进而使设备能够满足输入大功率信号的要求。

（2）采用继电器为切换开关，其插入损耗极小，使输入功率能够尽可能的全部加在滤波器上，同时谐振线圈采用紫铜线，以及谐振电容采用微带线电容，从而使电子元件在基础上就能够满足输入大功率信号的技术要求。

（3）设置支架将电路板支起来，使其远离谐振腔内壁，并在谐振腔内注入变压器油，能够使谐振线圈和谐振电容四周都与变压器油相接触，从而将二者工作产生的热量快速的发散至变压器油内，并传递至外部环境，以达到高效的散热效果。

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为本发明的罩壳的立体图；

图2为本发明的缸体的立体图；

图3为本发明的缸体的另一视角的立体图；

图4为本发明的后选器的立体图；

图5为本发明的滤波器原理的电路图；

图6为本发明的后选器原理的电路图。

图中：1、缸体；10、支柱；11、第一继电器孔；12、谐振腔；13、控制腔；14、第二继电器孔；15、第一射频孔；16、第二射频孔；17、罩壳；18、底板；19、挡板；2、第一隔板；3、散热栅板；4、支架；5、线圈框；6、导热柱；7、外壳；71、窗口；72、散热口；73、第三射频孔；8、控制系统。

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1所示，结合图2和图4，本发明的一种短波后选器，包括缸体1、第一隔板2、散热栅板3、支架4、线圈框5、导热柱6、外壳7、滤波器LB电路板和控制系统8。

其中，缸体1内开设有谐振腔12、控制腔13、两个第一射频孔15和六个第二射频孔16，谐振腔12和控制腔13彼此隔开，六个第二射频孔16均连通于谐振腔12和控制腔13之间，两个第一射频孔15对称的连通于控制腔13和外部环境之间，且两个第一射频孔15分别用于控制系统8的信号输入和输出。

两块第一隔板2平行的固定连接于谐振腔12内且将谐振腔12等分为三个独立腔体，谐振腔12的每个独立腔体内均填充变压器油，谐振腔12的每个独立腔体均连通两个第二射频孔16，每两个第二射频孔16分别用于每个独立腔体内滤波器LB电路板的信号输入和输出，使装置具有多个信号通道，以便根据输入的大功率信号的频率进行选择性的输入。

支架4固定连接于谐振腔12的每个独立腔体顶部。

滤波器LB电路板固定连接于支架4底端，滤波器LB电路板和其所在的谐振腔12独立腔体的上下腔壁之间均留有间隙，由于支架4将滤波器LB电路板支起来，使其远离谐振腔12内壁，因此谐振腔12内的谐振线圈和谐振电容四周都与变压器油相接触，从而将二者工作产生的热量快速的发散至变压器油内，并传递至外部环境，从而达到高效的散热效果。

线圈框5固定连接于谐振腔12的每个独立腔体内，线圈框5用于缠绕谐振线圈。

控制系统8固定安装于控制腔13内，用于控制继电器KL1-KL24和滤波器LB。

散热栅板3规则排列的固定连接于罩壳17顶面和底板18底面。

外壳7固定罩于罩壳17外，作为保护壳，并能够在其上安装散热风扇以进行散热，外壳7一侧侧面开设有窗口71和第三射频孔73，窗口71用于安装散热风扇，第三射频孔73用于连接客户端，外壳7顶面和底面均矩阵开设有散热口72，散热口72远离窗口71。

导热柱6固定连接于谐振腔12内，导热柱6底端固定连接于滤波器LB电路板，导热柱6顶端贯穿罩壳17顶部并固定连接于外壳7内腔顶部，一方面作为支撑和固定结构，将缸体1固定连接于外壳7内，能够直接将滤波器LB电路板产生的热量直接传导至外壳上，进一步加强了散热效果。

具体的，本发明还通过如下技术方案进行实现。

如图1所示，结合图6，控制腔13内还设置有继电器KL17-KL24，继电器KL17-KL20的一端并联于同一信号输入端的第一射频孔15，继电器KL17和KL21之间直通连接，KL18和KL22之间、KL19和KL23之间以及KL20和KL24之间均串联有频率不同的滤波器LB。

控制系统8输出若干组控制继电器KL17-KL24闭合和断开的控制信号，每组控制信号分别控制继电器KL17-KL20中任一个继电器以及继电器KL21-KL24中任一个继电器。

采用上述技术方案，使本发明的短波后选器具有四个信号通道：直通通道、2-5MHz滤波通道、5-12.5MHz滤波通道、12.5-30MHz滤波通道，其中各通道导通和断开通过控制系统8进行控制，具体来说是由控制系统8输出信号控制继电器的通断。

当大功率信号进入装置后，首先识别其频率范围后，通过继电器选择进入相应的通道，例如信号频率在2~5MHz之间时，控制系统8输出信号，控制继电器KL18和KL22导通，而其余的继电器断开。

然后，大功率信号会经过滤波器LB滤波，以消除所要求频率附近的无用信号，最后经过继电器KL22输出装置。

需要说明的是，各滤波通道的频率是能够通过人为设置的。另外，KL17和KL21的直通通道为不加选频网络的通道，主要用于系统自检。

进一步的，为了实现对各滤波通道的频率的调节，如图1所示，结合图5，滤波器LB包括阻抗匹配器L1、阻抗匹配器L2、谐振电感L3、谐振电感L4、谐振电容C1-C16和继电器KL1-KL16。

其中，阻抗匹配器L1两端分别连接信号输入端的第二射频孔16和谐振电感L3的中心抽头，阻抗匹配器L2两端分别连接信号输出端的第二射频孔16和谐振电感L4的中心抽头，谐振电感L3一端分别与谐振电容C1-C8 的一端电性连接，谐振电容C1-C8的另一端分别一一对应的通过继电器KL1-KL8接地，谐振电感L4一端分别与谐振电容C9-C16的一端电性连接，谐振电容C9-C16的另一端分别一一对应的通过继电器KL9-KL16接地，谐振电感L3和谐振电感L4的另一端均接地。

控制系统8输出若干组控制继电器KL1-KL16闭合和断开的控制信号，每组控制信号分别控制继电器KL1-KL8中任一个继电器以及继电器KL9-KL16中任一个继电器。

需要说明的是，现有技术中，由于谐振电路后面几路的定容容值最大，容抗最小，内部的谐振电流最大，因此作用于谐振电容的功率最大。

针对这个问题，本发明为了均分电路导通时在谐振电容上的功率，从而降低了各元件所需求的技术指标以满足输入大功率信号的要求，设置谐振腔12的独立腔体顶部均开设有十六组第二继电器孔14，十六组第二继电器孔14分别安装继电器KL1-KL16；控制腔13顶部开设有六组第一继电器孔11，六组第一继电器孔11分别安装继电器KL18、KL19、KL20、KL22、KL23和KL24，即将谐振电容由现有技术的十二路增加为十六路，且每路分为两路。

如图1所示，结合图2，缸体1包括罩壳17、底板18和挡板19，谐振腔12和控制腔13开设于罩壳17内，谐振腔12底部敞开，控制腔13底部和一侧侧面敞开，底板18固定连接于罩壳17底部且遮盖住谐振腔12和控制腔13底部，挡板19固定连接于罩壳17侧面且遮盖住控制腔13敞开侧面，方便对谐振腔12和控制腔13内的电子元件进行维护。

作为一些可选实施例，缸体1还包括支柱10，支柱10对称且竖直的固定连接于罩壳17两侧，支柱10两端固定连接于外壳7内腔顶部和底部且使罩壳17顶面和外壳7内腔顶部以及底板18底面和外壳7内腔底部之间留有间隙，作为支撑和固定结构，将缸体1固定连接于外壳7内，二者间留有的间隙利于通风散热。

作为一些可选实施例，继电器KL1-KL24为真空继电器，其插入损耗仅为0.1dB，因此输入功率全部加在滤波器LB上；谐振电容C1-C16为微带线电容，耐压7200V；谐振线圈采用紫铜线，优选为直径5mm的紫铜线，能够承受2000W的功率，通过采用上述技术方案，使装置内的电子元件在基础上就能够满足输入大功率信号的技术要求。

工作原理：

本发明的短波后选器有四个信号通道：直通通道、2-5MHz滤波通道、5-12.5MHz滤波通道、12.5-30MHz滤波通道；其中各通道导通和断开通过控制系统8进行控制，具体来说是由控制系统8输出信号控制继电器的通断。

当大功率信号进入装置后，首先识别其频率范围后，通过继电器选择进入相应的通道，例如信号频率在2~5MHz之间时，控制系统8输出信号，控制继电器KL18和KL22导通，而其余的继电器断开。

然后，大功率信号会经过滤波器LB滤波，以消除所要求频率附近的无用信号，最后经过继电器KL22输出装置。其中，KL17和KL21的直通通道为不加选频网络的通道，主要用于系统自检。

需要说明的是，滤波器LB内L1和L2为阻抗匹配器，起到调节阻抗匹配的作用；L3和L4为谐振电感，作用是参与谐振；C1至C16为谐振电容，作用是参与谐振；KL1至KL16为继电器，其导通或关闭可以改变参与谐振电容值；K1至K8为真空继电器控制端口，通过改变K1至K8的电平来控制各继电器的导通和断开。

同时，当滤波器LB采用上述并联谐振方式时，其参与谐振的谐振电容和继电器上的峰峰值电压为U=√PR=320V，而滤波器LB的Q值最大为20，因此谐振电压最大为320V*20=6400V，因此继电器优选型号为GL49A，谐振电容优选为耐压7200V的微带线电容即可满足技术需求。

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 (10)

1.一种短波后选器，其特征在于：包括缸体（1）、第一隔板（2）、支架（4）、线圈框（5）、滤波器（LB）电路板和控制系统（8）；

所述缸体（1）内开设有谐振腔（12）、控制腔（13）、两个第一射频孔（15）和六个第二射频孔（16），所述谐振腔（12）和控制腔（13）彼此隔开，六个所述第二射频孔（16）均连通于谐振腔（12）和控制腔（13）之间，两个所述第一射频孔（15）对称的连通于控制腔（13）和外部环境之间，且两个所述第一射频孔（15）分别用于控制系统（8）的信号输入和输出；

两块所述第一隔板（2）平行的固定连接于谐振腔（12）内且将谐振腔（12）等分为三个独立腔体，所述谐振腔（12）的每个独立腔体内均填充变压器油，所述谐振腔（12）的每个独立腔体均连通两个第二射频孔（16），每两个所述第二射频孔（16）分别用于每个独立腔体内滤波器（LB）电路板的信号输入和输出；

所述支架（4）固定连接于谐振腔（12）的每个独立腔体顶部；

所述滤波器（LB）电路板固定连接于支架（4）底端，所述滤波器（LB）电路板与其所在的谐振腔（12）独立腔体的上下腔壁之间均留有间隙；

所述线圈框（5）固定连接于谐振腔（12）的每个独立腔体内，所述线圈框（5）用于缠绕谐振线圈；

所述控制系统（8）固定安装于控制腔（13）内。

2.根据权利要求1所述的一种短波后选器，其特征在于：所述控制腔（13）内还设置有继电器KL17至继电器KL24，所述继电器KL17至继电器KL20的一端并联于同一信号输入端的第一射频孔（15），所述继电器KL17和继电器KL21之间直通连接，所述继电器KL18和继电器KL22之间、继电器KL19和继电器KL23之间以及继电器KL20和继电器KL24之间均串联有频率不同的滤波器（LB）；

所述控制系统（8）输出若干组控制继电器KL17至继电器KL24闭合和断开的控制信号，每组所述控制信号分别控制继电器KL17至继电器KL20中任一个继电器以及继电器KL21至继电器KL24中任一个继电器。

3.根据权利要求2所述的一种短波后选器，其特征在于：所述滤波器（LB）包括阻抗匹配器L1、阻抗匹配器L2、谐振电感L3、谐振电感L4与谐振电容C1至谐振电容C16，以及继电器KL1至继电器KL16；

所述阻抗匹配器L1两端分别连接信号输入端的第二射频孔（16）和谐振电感L3的中心抽头，所述阻抗匹配器L2两端分别连接信号输出端的第二射频孔（16）和谐振电感L4的中心抽头，所述谐振电感L3一端分别与谐振电容C1至谐振电容C8的一端电性连接，所述谐振电容C1至谐振电容C8的另一端分别一一对应的通过继电器KL1至继电器KL8接地，所述谐振电感L4一端分别与谐振电容C9至谐振电容C16的一端电性连接，所述谐振电容C9至谐振电容C16的另一端分别一一对应的通过继电器KL9至继电器KL16接地，所述谐振电感L3和谐振电感L4的另一端均接地；

所述控制系统（8）输出若干组控制继电器KL1至继电器KL16闭合和断开的控制信号，每组所述控制信号分别控制继电器KL1至继电器KL8中任一个继电器以及继电器KL9至继电器KL16中任一个继电器。

4.根据权利要求3所述的一种短波后选器，其特征在于：每个所述谐振腔（12）的独立腔体顶部均开设有十六组第二继电器孔（14），十六组所述第二继电器孔（14）分别安装继电器KL1至继电器KL16；

所述控制腔（13）顶部开设有六组第一继电器孔（11），六组所述第一继电器孔（11）分别安装继电器KL18、继电器KL19、继电器KL20、继电器KL22、继电器KL23和继电器KL24。

5.根据权利要求3所述的一种短波后选器，其特征在于：所述继电器KL1至继电器KL24为真空继电器，所述谐振电容C1至谐振电容C16为微带线电容，所述谐振线圈采用紫铜线。

6.根据权利要求1所述的一种短波后选器，其特征在于：所述缸体（1）包括罩壳（17）、底板（18）和挡板（19），所述谐振腔（12）和控制腔（13）开设于罩壳（17）内，所述谐振腔（12）底部敞开，所述控制腔（13）底部和一侧侧面敞开，所述底板（18）固定连接于罩壳（17）底部且遮盖住谐振腔（12）和控制腔（13）底部，所述挡板（19）固定连接于罩壳（17）侧面且遮盖住控制腔（13）敞开侧面。

7.根据权利要求6所述的一种短波后选器，其特征在于：还包括散热栅板（3），所述散热栅板（3）规则排列的固定连接于罩壳（17）顶面和底板（18）底面。

8.根据权利要求6所述的一种短波后选器，其特征在于：还包括外壳（7），所述外壳（7）固定罩于罩壳（17）外，所述外壳（7）一侧侧面开设有窗口（71）和第三射频孔（73），所述窗口（71）用于安装散热风扇，所述第三射频孔（73）用于连接客户端，所述外壳（7）顶面和底面均矩阵开设有散热口（72），所述散热口（72）远离窗口（71）。

9.根据权利要求8所述的一种短波后选器，其特征在于：所述缸体（1）还包括支柱（10），所述支柱（10）对称且竖直的固定连接于罩壳（17）两侧，所述支柱（10）两端固定连接于外壳（7）内腔顶部和底部且使罩壳（17）顶面和外壳（7）内腔顶部以及底板（18）底面和外壳（7）内腔底部之间留有间隙。

10.根据权利要求8所述的一种短波后选器，其特征在于：还包括导热柱（6），所述导热柱（6）固定连接于谐振腔（12）内，所述导热柱（6）底端固定连接于滤波器（LB）电路板，所述导热柱（6）顶端贯穿罩壳（17）顶部并固定连接于外壳（7）内腔顶部。

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