CN112073026A - 一种宽带数控跳频滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种宽带数控跳频滤波器，包括：信号输入电路、第一射频开关电路、滤波总电路、第二射频开关电路以及主控CPU；所述信号输入电路、第一射频开关电路、滤波总电路以及第二射频开关电路顺次连接，主控CPU分别与第一射频开关电路、滤波总电路以及第二射频开关电路连接。本发明通过采用双调谐对称结构，通过改变控制脚T1‑T10的电压来控制PIN二极管的导通和截止达到改变谐振电容值，实现了快速调频，通过3个滤波电路，提高了跳频滤波器频差，同时增强了电路的抗干扰能力。
Description
技术领域
本发明涉及跳频滤波器技术领域，尤其涉及一种宽带数控跳频滤波器。
背景技术
射频前端的滤波器作为通信机收发的重要组成部分，主要功能是将接收到的高频信号进行筛选，在发射时有效滤除无用的发射杂波频率，并防止其它发射机的无线干扰信号进入本发射机。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，对无线电设备的体积和功耗提出了更高的要求。
普通常规跳频滤波器的起始频率与终止频率的频差仅为3倍，但是现在跳频滤波器的起始频率与终止频率的频差已经远远超过了3倍，普通常规跳频滤波器已经不能很好满足要求，且容易被干扰，亟需一种宽带数控跳频滤波器，能提高频差，增强滤波器的抗干扰能力。
发明内容
有鉴于此本发明提出了一种宽带数控跳频滤波器，以解决传统数控跳频滤波器频差过小且抗干扰能力弱的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种宽带数控跳频滤波器，包括：信号输入电路、第一射频开关电路、滤波总电路、第二射频开关电路以及主控CPU；
所述信号输入电路、第一射频开关电路、滤波总电路以及第二射频开关电路顺次连接，主控CPU分别与第一射频开关电路、滤波总电路以及第二射频开关电路连接。
可选的，所述滤波总电路包括：第一滤波电路、第二滤波电路以及第三滤波电路；
所述第一滤波电路、第二滤波电路以及第三滤波电路分别与第一射频开关电路以及第二射频开关电路连接。
可选的，第一滤波电路、第二滤波电路以及第三滤波电路都是滤波调谐电路，第一滤波电路调谐范围是30MHz-90MHz，第二滤波电路调谐范围是90MHz-225MHz，第三滤波电路调谐范围是225MHz-512MHz。
可选的，所述滤波调谐电路包括：第一谐振电路、第二谐振电路、电感L1-4、第一调谐电路以及第二调谐电路；
所述第一射频开关电路的输出通过电感L1一端，由电感L1另一端与电感L2中端连接，电感L3一端与第一谐振电路连接，电感L3一端还与第一调谐电路连接，电感3另一端接地，电感L3另一端还与电感L4一端连接，电感L4另一端与第二谐振电路连接，电感L4另一端还与第二调谐电路连接，电感L4中端与电感L2另一端连接，电感L2一端与第二射频开关电路输入端连接。
可选的，所述第一谐振电路包括：电阻R13-15、三极管Q1以及电容C9-10；
所述电感L3一端与电容C9另一端连接，电容C9一端与三极管Q1的发射极连接，电容C9一端还与电阻R15的另一端连接，电阻R15的一端与电阻R14的另一端连接，电阻R15的一端还与三极管Q1的基极连接，电阻R14一端与电阻R13一端连接，电阻R13另一端与三极管Q1的集电极连接，电阻R13一端接地，电容C10一端与电阻R13一端并联，电容C10另一端与电阻R13另一端并联。
可选的，所述第二谐振电路包括：电阻R16-18、三极管Q2以及电容C11-12；
所述电感L4另一端与电容C12一端连接，电容C12另一端与三极管Q2的发射极连接，电容C12另一端还与电阻R16的另一端连接，电阻R16的一端与电阻R17的另一端连接，电阻R16的一端还与三极管Q2的基极连接，电阻R17一端与电阻R18一端连接，电阻R18另一端与三极管Q2的集电极连接，电阻R18一端接地，电容C11一端与电阻R18一端并联，电容C11另一端与电阻R18另一端并联。
可选的，所述第一调谐电路包括：电容C1-4、二极管D1-4以及电阻R1-6；
所述电感L3一端与电容C1一端连接，电容C1另一端与二极管D1一端连接，二极管D1另一端接地，电阻R1一端与二极管D1一端并联，电阻R1另一端与二极管D1另一端并联，电阻R2一端与二极管D1一端并联，电阻R2另一端与二极管D1另一端并联，电容C3一端与电阻R1另一端连接，电容C3另一端与电阻R2另一端连接，二极管D2一端与二极管D1一端并联，二极管D2另一端与二极管D1另一端并联，二极管D2另一端与电阻R3一端连接，电阻R3另一端与引脚T10连接；
所述电感L3一端还与电容C2一端连接，电容C2另一端与二极管D3一端连接，二极管D3另一端接地，电阻R4一端与二极管D3一端并联，电阻R4另一端与二极管D3另一端并联，电阻R5一端与二极管D3一端并联，电阻R5另一端与二极管D3另一端并联，电容C4一端与电阻R4另一端连接，电容C4另一端与电阻R5另一端连接，二极管D4一端与二极管D3一端并联，二极管D4另一端与二极管D3另一端并联，二极管D4另一端与电阻R6一端连接，电阻R6另一端与引脚T1连接。
可选的，所述第二调谐电路包括：电容C5-8、二极管D5-8以及电阻R7-12；
所述电感L4另一端与电容C5一端连接，电容C5另一端与二极管D5一端连接，二极管D5另一端接地，电阻R7一端与二极管D5一端并联，电阻R7另一端与二极管D5另一端并联，电阻R8一端与二极管D5一端并联，电阻R8另一端与二极管D5另一端并联，电容C7一端与电阻R7另一端连接，电容C7另一端与电阻R8另一端连接，二极管D6一端与二极管D5一端并联，二极管D6另一端与二极管D5另一端并联，二极管D6另一端与电阻R9一端连接，电阻R9另一端与引脚T1连接；
所述电感L3另一端还与电容C6一端连接，电容C6另一端与二极管D7一端连接，二极管D7另一端接地，电阻R10一端与二极管D7一端并联，电阻R10另一端与二极管D7另一端并联，电阻R11一端与二极管D7一端并联，电阻R11另一端与二极管D7另一端并联，电容C8一端与电阻R10另一端连接，电容C8另一端与电阻R11另一端连接，二极管D8一端与二极管D7一端并联，二极管D8另一端与二极管D7另一端并联，二极管D8另一端与电阻R12一端连接，电阻R12另一端与引脚T10连接。
本发明的宽带数控跳频滤波器相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)采用双调谐对称结构，通过改变控制脚T1-T10的电压来控制PIN二极管的导通和截止达到改变谐振电容值，实现了跳频滤波器快速调频；
(2)采用多段集成封装，实现了滤波器的宽频段，小体积，在使用上更加方便；
(3)采用谐振电路，对有用频率信号进行采集并放大，提高了电路的抗干扰能力；
(4)采用小体积高耐压，高Q，低内阻的PIN二极管，用微带线，微谐振腔体。可以提高滤波器的功率容量，实现滤波器的高选择性，减小滤波器的插入损耗。这样可以极大的提高收发信机的系统集成度和可靠性。
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为本发明的宽带数控跳频滤波器的原理框图；
图2为本发明的宽带数控跳频滤波器的滤波调谐电路的电路图。
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，本实施例的宽带数控跳频滤波器包括：信号输入电路、第一射频开关电路、滤波总电路、第二射频开关电路以及主控CPU；所述信号输入电路、第一射频开关电路、滤波总电路以及第二射频开关电路顺次连接，主控CPU分别与第一射频开关电路、滤波总电路以及第二射频开关电路连接。
本实施例中，信号输入电路用于输入需要进行跳频的频率信号。
本实施例中，第一射频开关电路与第二射频开关电路都是由三选一射频开关电路构成，且采用小体积高耐压，高Q，低内阻的PIN二极管，用微带线，微谐振腔体。可以提高滤波器的功率容量，实现滤波器的高选择性，减小滤波器的插入损耗。这样可以极大的提高收发信机的系统集成度和可靠性。同时，射频开关位于宽带数控跳频滤波器的前端和后端。射频开关有极低的插入损耗，极高的开关隔离度，对射频信号的串扰解决有极优的效果。
滤波总电路，包括：第一滤波电路、第二滤波电路以及第三滤波电路，第一滤波电路、第二滤波电路以及第三滤波电路分别与第一射频开关电路以及第二射频开关电路连接。其中，第一滤波电路、第二滤波电路以及第三滤波电路都是滤波调谐电路且电路图相同，第一滤波电路调谐范围是30MHz-90MHz，第二滤波电路调谐范围是90MHz-225MHz，第三滤波电路调谐范围是225MHz-512MHz。由于覆盖的频率范围比较宽，单个滤波器的调谐范围不能满足30MHz—512MHz，而且滤波器的性能指标比较差。所以采用分段的方法来完成，滤波器分段调谐后，各项指标得到比较好的优化，其中，L1、L2为阻抗匹配电感，L3、L4为主谐振电感。
如图2所示，滤波调谐电路包括：第一谐振电路、第二谐振电路、电感L1-4、第一调谐电路以及第二调谐电路。其中，第一谐振电路、第二谐振电路是对称谐振电路，用于对电路的频率信号进行放大，并得到有用频率信号；第一调谐电路以及第二调谐电路也是对称调谐电路，用于通过改变控制脚T1—T10的电压来控制PIN二极管的导通和截止达到改变谐振电容值，实现了快速调频。
第一谐振电路包括：电阻R13-15、三极管Q1以及电容C9-10，所述电感L3一端与电容C9另一端连接，电容C9一端与三极管Q1的发射极连接，电容C9一端还与电阻R15的另一端连接，电阻R15的一端与电阻R14的另一端连接，电阻R15的一端还与三极管Q1的基极连接，电阻R14一端与电阻R13一端连接，电阻R13另一端与三极管Q1的集电极连接，电阻R13一端接地，电容C10一端与电阻R13一端并联，电容C10另一端与电阻R13另一端并联。其中，电阻R13-15和电容C9-10构成LC并联谐振电路，同时依据三极管Q1构成放大器，用于筛选出有用的频率信号并进行放大。
第一调谐电路包括：电容C1-4、二极管D1-4以及电阻R1-6，所述电感L3一端与电容C1一端连接，电容C1另一端与二极管D1一端连接，二极管D1另一端接地，电阻R1一端与二极管D1一端并联，电阻R1另一端与二极管D1另一端并联，电阻R2一端与二极管D1一端并联，电阻R2另一端与二极管D1另一端并联，电容C3一端与电阻R1另一端连接，电容C3另一端与电阻R2另一端连接，二极管D2一端与二极管D1一端并联，二极管D2另一端与二极管D1另一端并联，二极管D2另一端与电阻R3一端连接，电阻R3另一端与引脚T10连接；
所述电感L3一端还与电容C2一端连接，电容C2另一端与二极管D3一端连接，二极管D3另一端接地，电阻R4一端与二极管D3一端并联，电阻R4另一端与二极管D3另一端并联，电阻R5一端与二极管D3一端并联，电阻R5另一端与二极管D3另一端并联，电容C4一端与电阻R4另一端连接，电容C4另一端与电阻R5另一端连接，二极管D4一端与二极管D3一端并联，二极管D4另一端与二极管D3另一端并联，二极管D4另一端与电阻R6一端连接，电阻R6另一端与引脚T1连接。其中电容C1-4、二极管D1-4以及电阻R1-6构成整个调谐电路，用于根据引脚T10的控制对频率进行调谐。
主控CPU，用于对射频开关电路和总滤波电路进行控制。
应当理解的是，本实施例的产品体积只有三分之一普通烟盒大小，却集成了三段滤波器，并且指标优良，性能良好，对收发信机的射频前端的小型化集成化提供了极大的便利。
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 (9)
1.一种宽带数控跳频滤波器，其特征在于，包括：信号输入电路、第一射频开关电路、滤波总电路、第二射频开关电路以及主控CPU；
所述信号输入电路、第一射频开关电路、滤波总电路以及第二射频开关电路顺次连接，主控CPU分别与第一射频开关电路、滤波总电路以及第二射频开关电路连接。
2.如权利要求1所述的宽带数控跳频滤波器，其特征在于，所述第一射频开关电路以及第二射频开关电路都是三选一射频开关电路。
3.如权利要求1所述的宽带数控跳频滤波器，其特征在于，所述滤波总电路包括：第一滤波电路、第二滤波电路以及第三滤波电路；
所述第一滤波电路、第二滤波电路以及第三滤波电路分别与第一射频开关电路以及第二射频开关电路连接。
4.如权利要求3所述的宽带数控跳频滤波器，其特征在于，第一滤波电路、第二滤波电路以及第三滤波电路都是滤波调谐电路，第一滤波电路调谐范围是30MHz-90MHz，第二滤波电路调谐范围是90MHz-225MHz，第三滤波电路调谐范围是225MHz-512MHz。
5.如权利要求4所述的宽带数控跳频滤波器，其特征在于，所述滤波调谐电路包括：第一谐振电路、第二谐振电路、电感L1-4、第一调谐电路以及第二调谐电路；
所述第一射频开关电路的输出通过电感L1一端，由电感L1另一端与电感L2中端连接，电感L3一端与第一谐振电路连接，电感L3一端还与第一调谐电路连接，电感3另一端接地，电感L3另一端还与电感L4一端连接，电感L4另一端与第二谐振电路连接，电感L4另一端还与第二调谐电路连接，电感L4中端与电感L2另一端连接，电感L2一端与第二射频开关电路输入端连接。
6.如权利要求5所述的宽带数控跳频滤波器，其特征在于，所述第一谐振电路包括：电阻R13-15、三极管Q1以及电容C9-10；
所述电感L3一端与电容C9另一端连接，电容C9一端与三极管Q1的发射极连接，电容C9一端还与电阻R15的另一端连接，电阻R15的一端与电阻R14 的另一端连接，电阻R15的一端还与三极管Q1的基极连接，电阻R14一端与电阻R13一端连接，电阻R13另一端与三极管Q1的集电极连接，电阻R13一端接地，电容C10一端与电阻R13一端并联，电容C10另一端与电阻R13另一端并联。
7.如权利要求5所述的宽带数控跳频滤波器，其特征在于，所述第二谐振电路包括：电阻R16-18、三极管Q2以及电容C11-12；
所述电感L4另一端与电容C12一端连接，电容C12另一端与三极管Q2的发射极连接，电容C12另一端还与电阻R16的另一端连接，电阻R16的一端与电阻R17的另一端连接，电阻R16的一端还与三极管Q2的基极连接，电阻R17一端与电阻R18一端连接，电阻R18另一端与三极管Q2的集电极连接，电阻R18一端接地，电容C11一端与电阻R18一端并联，电容C11另一端与电阻R18另一端并联。
8.如权利要求5所述的宽带数控跳频滤波器，其特征在于，所述第一调谐电路包括：电容C1-4、二极管D1-4以及电阻R1-6；
所述电感L3一端与电容C1一端连接，电容C1另一端与二极管D1一端连接，二极管D1另一端接地，电阻R1一端与二极管D1一端并联，电阻R1另一端与二极管D1另一端并联，电阻R2一端与二极管D1一端并联，电阻R2另一端与二极管D1另一端并联，电容C3一端与电阻R1另一端连接，电容C3另一端与电阻R2另一端连接，二极管D2一端与二极管D1一端并联，二极管D2另一端与二极管D1另一端并联，二极管D2另一端与电阻R3一端连接，电阻R3另一端与引脚T10连接；
所述电感L3一端还与电容C2一端连接，电容C2另一端与二极管D3一端连接，二极管D3另一端接地，电阻R4一端与二极管D3一端并联，电阻R4另一端与二极管D3另一端并联，电阻R5一端与二极管D3一端并联，电阻R5另一端与二极管D3另一端并联，电容C4一端与电阻R4另一端连接，电容C4另一端与电阻R5另一端连接，二极管D4一端与二极管D3一端并联，二极管D4另一端与二极管D3另一端并联，二极管D4另一端与电阻R6一端连接，电阻R6另一端与引脚T1连接。
9.如权利要求5所述的宽带数控跳频滤波器，其特征在于，所述第二调谐电路包括：电容C5-8、二极管D5-8以及电阻R7-12；
所述电感L4另一端与电容C5一端连接，电容C5另一端与二极管D5一端连接，二极管D5另一端接地，电阻R7一端与二极管D5一端并联，电阻R7另一端与二极管D5另一端并联，电阻R8一端与二极管D5一端并联，电阻R8另一端与二极管D5另一端并联，电容C7一端与电阻R7另一端连接，电容C7另一端与电阻R8另一端连接，二极管D6一端与二极管D5一端并联，二极管D6另一端与二极管D5另一端并联，二极管D6另一端与电阻R9一端连接，电阻R9另一端与引脚T1连接；
所述电感L3另一端还与电容C6一端连接，电容C6另一端与二极管D7一端连接，二极管D7另一端接地，电阻R10一端与二极管D7一端并联，电阻R10另一端与二极管D7另一端并联，电阻R11一端与二极管D7一端并联，电阻R11另一端与二极管D7另一端并联，电容C8一端与电阻R10另一端连接，电容C8另一端与电阻R11另一端连接，二极管D8一端与二极管D7一端并联，二极管D8另一端与二极管D7另一端并联，二极管D8另一端与电阻R12一端连接，电阻R12另一端与引脚T10连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201211 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |