CN201937556U - 一种高选择性的大功率vhf跳频滤波器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高选择性的大功率VHF跳频滤波器，包括依次连接的腔体部分、谐振电容组部分和控制部分；所述腔体部分包括两个匹配电感和三个谐振电感，两个匹配电感分别作为射频输入端和射频输出端，射频输入端和射频输出端以中间抽头的方式和两端的两个谐振电感对应连接，三个谐振电感临界耦合；所述谐振电容组部分包括三个谐振电容组，它们分别与对应的谐振电感连接，且谐振在同一频点上；所述控制部分连接三个谐振电容组，提供谐振电容组部分所需的控制电压。本实用新型选择性更高、抗拒发射机互调能力更强。
Description
技术领域
本实用新型涉及无线电发射设备的末级滤波器，具体涉及一种高选择性的大功率VHF跳频滤波器。
背景技术
随着现代通信技术的不断发展，同一车辆上往往配装很多无线通信设备，它们之间往往会相互干扰。其中有一种干扰是在发射机的功放处形成的：
图1描述的是三部电台同时同地工作的情况，其中两部电台处于发射状态，一部电台处于接收状态，远处有一部发射机向接收机发射有用信号。正常情况下，接收机的频率会有意避开发射机的发射频率，这样各电台相互不会干扰。但是，如果发射机之间互相调制，它们的互调分量就有可能落在接收机的通频带内，对接收造成影响。互相调制的机理如下：
假设A、B为发射机，C为接收机，三者在同一地点工作，A工作在f1，B工作在f2，C工作在f3，其中f3＝f1-f2，即f3跟f1和f2的二阶互调产物为同一频点。由于A、B距离很近，如果各自又没有做好保护措施的话，f1就有可能通过天线达到B的功放，并且与f2一起产生f3，f3再通过天线到达C，对C的接收造成影响。同理，f2也能达到A与f1调制，产物同样为f3。于是，互调产生了。显然，所产生的互调包括但不限于二阶互调。
提高抗互调能力最主要的方法是尽可能地阻止其他发射机的发射信号到达本发射机。显然，位于发射机功放和天线之间的滤波器能够实现这样的功能，这样的滤波器必须是跳频滤波器，通频带随着工作频率的跳动而跳动。但是传统的跳频滤波器的选择性一般，因此它抗拒互调的能力也一般。
显然该跳频滤波器还可以降低发射机的宽带噪声电平，使得发射机工作频率远端的噪声不足以影响附近其他接收机的接收。而传统滤波器在这方面的性能一般。
实用新型内容
本实用新型为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种选择性更高、抗拒发射机互调能力更强的大功率VHF跳频滤波器。
本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：本高选择性的大功率VHF跳频滤波器，其特征在于：包括依次连接的腔体部分、谐振电容组部分和控制部分；所述腔体部分包括两个匹配电感和三个谐振电感，两个匹配电感分别作为射频输入端和射频输出端，射频输入端和射频输出端以中间抽头的方式和两端的两个谐振电感对应连接，实现阻抗变换，三个谐振电感临界耦合；所述谐振电容组部分包括三个谐振电容组，它们分别与对应的谐振电感连接，实现谐振，且谐振在同一频点上；所述控制部分连接三个谐振电容组，提供谐振电容组部分所需的控制电压。
作为一种优选结构，所述腔体部分、谐振电容组部分和控制部分三者采取积木叠层结构集成在一起。
作为一种优选结构，所述腔体部分设有一个长方体的金属边界包裹住两个匹配电感和三个谐振电感。
所述跳频滤波器的最大功率为100W。
作为一种优选方案，所述三个谐振电感均为空芯镀银线圈谐振电感。
作为一种优选方案，所述三个谐振电容组的谐振电容均为高Q电容。
作为一种优选方案，所述每个谐振电容组包括8个谐振电容。
作为一种优选方案，所述三个谐振电感的圈数依次为5圈、4圈和5圈，电感直径为22mm，绕制电感的光铜线直径为3mm，匹配电感为6圈，电感直径为11mm，绕制电感的光铜线直径为1mm。
为了获得更高的Q值，所述腔体部分的所有电感表面采取镀银光滑处理。
作为一种优选方案，所述谐振电容组部分包括三个相同的电容阵列，三个电容阵列的使用相同的控制电压，每个电容阵列的电容值依次呈2倍关系，每个电容与一个PIN二极管串联，控制部分通过扼流电感与PIN二极管相连。
本实用新型相对于现有技术具有如下的优点：
本高选择性的大功率VHF跳频滤波器为三阶电感耦合器式跳频带通滤波器，能通过100W的功率，采用电容调谐实现滤波器的跳频，滤波器由三个LC谐振回路构成，谐振回路之间两两临界耦合；谐振电感既参与谐振又是耦合元件，且谐振电感为空芯电感；谐振电容组中的电容为高Q电容；滤波器在输入和输出端采用电感部分接入的方法实现阻抗变换。
本实用新型用于VHF电台的功放与天线之间，和传统的VHF跳频滤波器相比，本实用新型具有更好的选择性和较低的插入损耗，插入损耗控制在1.2dB以内，而且能更好地抗拒发射机的互调。传统VHF跳频滤波器在偏离载波10％处的抑制为20dB左右，而本实用新型在偏离载波10％处的抑制可到35dB。
本实用新型更适合车载的VHF电台，因为这样场合下滤波器更能发挥其抑制发射机互调的作用。
本实用新型既可用做发射滤波器滤除发射信号的宽带噪声和抑制发射机互调，也能在接收时充当调谐滤波器，进行窄带选频，提高接收机的选择性。
附图说明
图1是发射机互调产生机理的示意图；
图2是本实用新型的高选择性的大功率VHF跳频滤波器的结构框图；
图3是图2的谐振电容组部分的一个谐振电容组的电原理图；
图4是图2的控制部分的电平转换电原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
如图2所示的高选择性的大功率VHF跳频滤波器，包括依次连接的腔体部分、谐振电容组部分和控制部分；所述腔体部分包括两个匹配电感和三个谐振电感，两个匹配电感分别作为射频输入端和射频输出端，射频输入端和射频输出端以中间抽头的方式和两端的两个谐振电感对应连接，实现阻抗变换，这样滤波器就可以获得更高的源阻抗和负载阻抗，以取得更高的Q值；三个谐振电感临界耦合；所述谐振电容组部分包括三个谐振电容组，它们分别与对应的谐振电感连接，实现谐振，且谐振在同一频点上；所述控制部分连接三个谐振电容组，提供谐振电容组部分所需的控制电压。
腔体部分、谐振电容组部分和控制部分三者采取积木叠层结构集成在一起。腔体部分设有一个长方体的金属边界包裹住两个匹配电感和三个谐振电感。
本跳频滤波器能通过100W的功率。
三个谐振电感均采用空芯镀银线圈谐振电感，三个谐振电感的圈数依次为5圈、4圈和5圈，电感直径为22mm，绕制电感的光铜线直径为3mm。匹配电感为6圈，电感直径为11mm，绕制电感的光铜线直径为1mm。
三个谐振电容组的谐振电容均采用高Q电容。
每个谐振电容组包括8个谐振电容：C1～C8、C9～C16、C17～C24。
(1)腔体部分：所有电感采取镀银等表面光滑处理，同样是为了获得更高的Q值。腔体部分的金属边界能够进一步提高滤波器的Q值，金属边界为在VHF电台的结构件中掏空自然形成。必须指出的是，三个谐振电感之间必须两两临界耦合，否则滤波器无法实现良好的滤波效果。
(2)谐振电容组部分：谐振电容组部分包括三个相同的电容阵列，每个电容阵列的电容值依次呈2倍关系：1pF，2pF，3.9pF，6.8pF，12pF，24pF，47pF，94pF，如图3所示，每个电容与一个PIN二极管串联，当PIN二极管导通的时候，对应的电容参与谐振，否则不参与谐振。PIN二极管导通与否由对应的控制电压D1-D8控制，当电压为-3.3V时，PIN二极管导通，当电压为500V时，PIN二极管截止。控制电压通过扼流电感(L1～L8)与PIN二极管相连。三个电容阵列的使用相同的控制电压，这样就每个电容阵列可以选择同样电容值的电容，以使三个LC谐振回路谐振在同一频点之上。滤波器通频带的变化是通过电容调谐来实现的：对于任一频率，通过选择电容阵列中的某些电容，这些电容与谐振电感谐振在VHF电台的该频率上。
(3)控制部分。控制部分提供谐振电容组分部所需的控制电压，高电压为500V，低电压为-3.3V，分别用于截止或导通谐振电容组中的PIN二极管。控制部分的输入为CMOS电平，通过MOS管将3.3V和0V转换为-3.3V和500V，电平转换电原理图如图4所示，图中VI-1和VI-2为输入电压，VO为输出电压，在时序上要求VI-1先于VI-2到达电平转换电路。实际工作时，VHF电台的主控部分将滤波器的控制码送给滤波器的控制部分，控制部分将控制码转换为高低电平送给谐振电容组部分。
按照以上方式，本实用新型的结构尺寸为120mm×60mm×70mm。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高选择性的大功率VHF跳频滤波器，其特征在于：包括依次连接的腔体部分、谐振电容组部分和控制部分；所述腔体部分包括两个匹配电感和三个谐振电感，两个匹配电感分别作为射频输入端和射频输出端，射频输入端和射频输出端以中间抽头的方式和两端的两个谐振电感对应连接，三个谐振电感临界耦合；所述谐振电容组部分包括三个谐振电容组，它们分别与对应的谐振电感连接，且谐振在同一频点上；所述控制部分连接三个谐振电容组，提供谐振电容组部分所需的控制电压。
2.根据权利要求1所述的高选择性的大功率VHF跳频滤波器，其特征在于：所述腔体部分、谐振电容组部分和控制部分三者采取积木叠层结构集成在一起。
3.根据权利要求1所述的高选择性的大功率VHF跳频滤波器，其特征在于：所述腔体部分设有一个长方体的金属边界包裹住两个匹配电感和三个谐振电感。
4.根据权利要求1所述的高选择性的大功率VHF跳频滤波器，其特征在于：所述跳频滤波器的最大功率为100W。
5.根据权利要求1所述的高选择性的大功率VHF跳频滤波器，其特征在于：所述三个谐振电感均为空芯镀银线圈谐振电感。
6.根据权利要求1所述的高选择性的大功率VHF跳频滤波器，其特征在于：所述三个谐振电容组的谐振电容均为高Q电容。
7.根据权利要求1所述的高选择性的大功率VHF跳频滤波器，其特征在于：所述每个谐振电容组包括8个谐振电容。
8.根据权利要求5所述的高选择性的大功率VHF跳频滤波器，其特征在于：所述三个谐振电感的圈数依次为5圈、4圈和5圈，电感直径为22mm，绕制电感的光铜线直径为3mm，匹配电感为6圈，电感直径为11mm，绕制电感的光铜线直径为1mm。
9.根据权利要求1所述的高选择性的大功率VHF跳频滤波器，其特征在于：所述腔体部分的所有电感表面采取镀银光滑处理。
10.根据权利要求1所述的高选择性的大功率VHF跳频滤波器，其特征在于：所述谐振电容组部分包括三个相同的电容阵列，三个电容阵列的使用相同的控制电压，每个电容阵列的电容值依次呈2倍关系，每个电容与一个PIN二极管串联，控制部分通过扼流电感与PIN二极管相连。
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| CN2010206196465U CN201937556U (zh) | 2010-11-19 | 2010-11-19 | 一种高选择性的大功率vhf跳频滤波器 |
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN111884614A (zh) * | 2020-08-24 | 2020-11-03 | 武汉博畅通信设备有限责任公司 | 一种108-270MHz跳频滤波器 |
| CN111884628A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-11-03 | 武汉博畅通信设备有限责任公司 | 一种pin二极管负高压驱动电路 |
| CN111988012A (zh) * | 2020-08-24 | 2020-11-24 | 武汉博畅通信设备有限责任公司 | 一种270-678MHz跳频滤波器 |
| CN112019236A (zh) * | 2020-08-12 | 2020-12-01 | 武汉博畅通信设备有限责任公司 | 一种短波后选器 |
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2010
- 2010-11-19 CN CN2010206196465U patent/CN201937556U/zh not_active Expired - Lifetime
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