CN210380794U - 一种金属柱子跳频滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种金属柱子跳频滤波器，包括射频电路、PIN二极管谐振电容阵列、数字控制电路，所述射频电路与PIN二极管谐振电容电性连接，所述PIN二极管谐振电性连接与数字控制电路电性连接。本实用新型采用金属柱子作为谐振单元，具有较低的损耗，功率容量大；在特殊要求的军事通信系统，是一个较好的选择。外界的控制设备发出高电平控制信号或者低电平控制信号至I/O端口，通过I/O端口发送至数字控制电路中，数字控制电路控制调频滤波器导通或者不导通，控制启动效率高，且利用第一谐振金属柱、第二谐振金属柱作为谐振单元，使得本滤波器能承受更大的功率，而且其稳压二极管Q值比传统的贴片式电感大很多，损耗更小。

Description

一种金属柱子跳频滤波器

技术领域

本实用新型涉及通信领域，具体涉及一种金属柱子跳频滤波器。

背景技术

射频滤波器是雷达、通信等系统中重要组成部分，一般安装在射频组件系统接受或者发射端口，用于选择有用信号及抑制杂散。跳频滤波器是一种新型的带通选址滤波器组件，在现代军事通信系统中，为了保护通信信息的安全，越来越广泛的使用。

在过往传统的定频通信方式存在频点单一，抗干扰能力差，容易被截获，从而暴露军事信息，而跳频滤波器技术灵活的改变通信频点，在抗截获、抗干扰等方面性能突出，已成为世界各国军事通信领域重要的发展方向。跳频滤波器作为创新型通信单元，有很大的优化空间和发展前景。

目前，以LC为谐振单位的跳频滤波器，其存在功率容量小，在军事通信系统要求的恶劣环境中，容易导致系统崩溃，可靠性稳定性差。以PIN二极管与变容二极管结合型跳频滤波器存在损耗大，这对要求比较高的特殊通信系统，影响比较大。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种金属柱子跳频滤波器，以解决以LC为谐振单位的跳频滤波器功率容量小的问题。

本实用新型通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种金属柱子跳频滤波器，包括射频电路、PIN二极管谐振电容阵列、数字控制电路，所述射频电路与PIN二极管谐振电容电性连接，所述PIN二极管谐振电性连接与数字控制电路电性连接。

所述射频电路包括RFIN接口、第一匹配电感、第一谐振金属柱、第二谐振金属柱、第二匹配电感、RFOUT接口，所述RFIN接口与第一匹配电感电性相连，所述第一匹配电感与第一谐振金属柱电性相连，所述第一谐振金属柱与第二谐振金属柱通过空间耦合，且同时第一谐振金属柱、第二谐振金属柱与滤波器封装盒体的顶部内表面相连接，所述第二谐振金属柱与第二匹配电感电性连接，所述第二匹配电感与RFOUT接口相连。

通过第一谐振金属柱、第二谐振金属柱的设置，具有较低损耗，功率容量大的优点，而且稳定性高，充分解决了传统的跳频滤波器中功率容量小、稳定性差、损耗差的问题。

作为本实用新型进一步的方案：所述第一谐振金属柱、第二谐振金属柱均与二极管谐振电容阵列电性连接。

作为本实用新型进一步的方案：所述数字控制电路是位于电路板上的。

作为本实用新型进一步的方案：所述数字控制电路包括电源VCC1电源VCC2、电感L、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、稳压二极管Q1、稳压二极管Q2、稳压二极管Q3、稳压二极管Q4、稳压二极管Q5、稳压二极管Q6、稳压二极管Q7、稳压二极管Q8、稳压二极管Q9、整流二极管D1、MOS管T1、MOS管T2、MOS管T3以及开关电路，所述电阻R1的一端与电阻R2的一端电性相连且与T/0端口相连，通过I/O端口与外界控制设备通信连接。

所述电阻R2的另一端与稳压二极管Q1的负极、T1的栅极均电性相连，所述稳压二极管Q1的正极与稳压二极管Q2的正极电性相连，所述稳压二极管Q2的负极与稳压二极管Q3的正极电性相连，所述稳压二极管Q3的负极与T1的漏极电性相连，所述T1的源极与衬底电性相连，且T1的源极、衬底相连的一端与电源VCC1电性相连；

所述T1的漏极还与电阻R3的一端、T2的栅极、整流二极管D1的负极均电性连接，所述电阻R3的另一端与电阻R4的一端电性连接且同时接在电源VCC2上，所述电阻R4的另一端与T2的漏极、稳压二极管Q6的负极均电性连接，且所述T2的栅极也与整流二极管D1的负极电性连接，所述T2的衬底与源极电性相连，且T2的衬底与源极电性相连的一端与整流二极管D1的正极电性相连并接在电感L的一端，所述电感L的另一端与开关电路电性连接；

所述电阻R1的另一端与T3的栅极、稳压二极管Q7的负极均电性相连，稳压二极管Q7的正极与稳压二极管Q8的正极电性相连，所述稳压二极管Q8的负极与稳压二极管Q9的正极电性相连，所述稳压二极管Q9的负极与T3的漏极电性相连，且稳压二极管Q9负极、T3漏极相连的一端接在电感L上，所述T3的衬底与源极电性相连，且T3的衬底、源极相连的一端接在电源VCC1上。

作为本实用新型进一步的方案：所述电阻R1、电阻R2的阻值为2.4KΩ，电阻R3的阻值为1MΩ，电阻R4的阻值为1.2KΩ，所述T1、T2、T3的型号为STL2N80K5，所述电源VCC1为-3.3V，所述电压VCC2能够提供高压。

作为本实用新型进一步的方案：所述开关电路包括电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、电容C2、电容C3、整流二极管D2、整流二极管D3；

所述电感的另一端与电容C1的一端电性相连，所述电容C1的另一端接地，所述电容C1与电感L相连的一端还与整流二极管D2的正极电性连接，所述整流二极管D2与电阻R5并联，且整流二极管D2的正极与电容C3的一端、整流二极管D3的负极均电性连接，电容C3的另一端与谐振电容电性连接，所述整流二极管D3与电阻R6并联，且整流二极管D3的正极与电容C2、电阻R7的一端均电性连接，所述电容C2的另一端接地，所述电阻R7的另一端接在电源VCC3上。

本实用新型的优点在于：

1、本实用新型采用金属柱子作为谐振单元，相比原有的滤波器，具有较低的损耗，且功率容量大；从而在复杂的环境中也能够稳定工作，尤其在特殊要求的军事通信系统，是一个较好的选择。

2、本实用新型中，外界的控制设备发出高电平控制信号或者低电平控制信号至I/O端口，通过I/O端口发送至数字控制电路中，数字控制电路控制调频滤波器导通或者不导通，控制启动效率高，且利用第一谐振金属柱、第二谐振金属柱作为谐振单元，使得本滤波器能承受更大的功率，而且其稳压二极管Q值比传统的贴片式电感大很多，损耗更小。

附图说明

图1为本申请提供的金属柱子调频滤波器的结构示意图。

图2为本申请中数字控制电路的电路图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本申请提供的金属柱子调频滤波器的结构示意图，如图1，一种金属柱子跳频滤波器，包括射频电路、PIN二极管谐振电容阵列、数字控制电路，所述射频电路与PIN二极管谐振电容电性连接，所述PIN二极管谐振电性连接与数字控制电路电性连接。

优选的，本实施例中，所述射频电路包括RFIN接口(Radio FreQuency in，射频信号输入接口)、第一匹配电感、第一谐振金属柱、第二谐振金属柱、第二匹配电感、RFOUT接口(Radio FreQuency out，射频信号输出接口)，所述RFIN接口与第一匹配电感电性相连，所述第一匹配电感与第一谐振金属柱电性相连，所述第一谐振金属柱与第二谐振金属柱通过空间耦合，且同时第一谐振金属柱、第二谐振金属柱与滤波器封装盒体顶部内表面(图中未画出)相连接，所述第二谐振金属柱与第二匹配电感电性连接，所述第二匹配电感与RFout接口相连。

在使用PIN二极管时，应尽量选择结电容小的PIN二极管，这样有助于降低损耗，同时设置第一谐振金属柱、第二谐振金属柱作为谐振单元，具有较低损耗，功率容量大的优点，而且稳定性高，充分解决了传统的跳频滤波器中功率容量小、稳定性差、损耗差的问题。

进一步的，本实施例中，所述第一谐振金属柱、第二谐振金属柱均与二极管谐振电容阵列电性连接。

本实施例中，所述数字控制电路是位于电路板上的，所述第一谐振金属柱、第二谐振金属柱可以采用金属合金或者纯金属制成，本实施例中优选为纯铜。

图2为本申请中数字控制电路的电路图，如图2，所述数字控制电路包括电源VCC1、电源VCC2、电感L、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、稳压二极管Q1、稳压二极管Q2、稳压二极管Q3、稳压二极管Q4、稳压二极管Q5、稳压二极管Q6、稳压二极管Q7、稳压二极管Q8、稳压二极管Q9、整流二极管D1、MOS管T1、MOS管T2、MOS管T3以及开关电路，所述电阻R1的一端与电阻R2的一端电性相连且同时与I/0端口相连，通过I/O端口与外界控制设备通信连接。

所述电阻R2的另一端与稳压二极管Q1的负极、MOS管T1的栅极均电性相连，所述稳压二极管Q1的正极与稳压二极管Q2的正极电性相连，所述稳压二极管Q2的负极与稳压二极管Q3的正极电性相连，所述稳压二极管Q3的负极与MOS管T1的漏极电性相连，所述MOS管T1的源极与衬底电性相连，且MOS管T1的源极、衬底相连的一端与电源VCC1电性相连；

所述MOS管T1的漏极还与电阻R3的一端、MOS管T2的栅极、整流二极管D1的负极均电性连接，所述电阻R3的另一端与电阻R4的一端电性连接且同时接在电源VCC2上，所述电阻R4的另一端与MOS管T2的漏极、稳压二极管Q6的负极均电性连接，且所述MOS管T2的栅极也与整流二极管D1的负极电性连接，所述MOS管T2的衬底与源极电性相连，且MOS管T2的衬底与源极电性相连的一端与整流二极管D1的正极电性相连并接在电感L的一端，所述电感L的另一端与开关电路电性连接；

所述电阻R1的另一端与MOS管T3的栅极、稳压二极管Q7的负极均电性相连，稳压二极管Q7的正极与稳压二极管Q8的正极电性相连，所述稳压二极管Q8的负极与稳压二极管Q9的正极电性相连，所述稳压二极管Q9的负极与MOS管T3的漏极电性相连，且稳压二极管Q9负极、MOS管T3漏极相连的一端接在电感L上，所述MOS管T3的衬底与源极电性相连，且MOS管T3的衬底、源极相连的一端接在电源VCC1上。

优选的，本实施例中，所述电阻R1、电阻R2的阻值为2.4KΩ，电阻R2的阻值为1MΩ，电阻R4的阻值为1.2KΩ，所述MOS管T1、MOS管T2、MOS管T3的型号为STL2N80K5，所述电源VCC1为-3.3V，所述电压VCC2能够提供高压。

所述开关电路包括电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、电容C2、电容C3、整流二极管D2、整流二极管D3；

所述电感的另一端与电容C1的一端电性相连，所述电容C1的另一端接地，所述电容C1与电感L相连的一端还与整流二极管D2的正极电性连接，所述整流二极管D2与电阻R5并联，且整流二极管D2的正极与电容C3的一端、整流二极管D3的负极均电性连接，电容C3的另一端与谐振电容电性连接，所述整流二极管D3与电阻R6并联，且整流二极管D3的正极与电容C2、电阻R7的一端均电性连接，所述电容C2的另一端接地，所述电阻R7的另一端接在电源VCC3上。

工作原理：外界的控制设备发出高电平控制信号或者低电平控制信号至I/O端口，通过I/O端口发送至数字控制电路中，数字控制电路控制调频滤波器导通或者不导通，控制启动效率高，且利用第一谐振金属柱、第二谐振金属柱作为谐振单元，使得本滤波器能承受更大的功率，而且其稳压二极管Q值比传统的贴片式电感大很多，损耗更小。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种金属柱子跳频滤波器，其特征在于，包括射频电路、PIN二极管谐振电容阵列、数字控制电路，所述射频电路与PIN二极管谐振电容电性连接，所述PIN二极管谐振电性连接与数字控制电路电性连接；其中，

所述射频电路包括RFIN接口、第一匹配电感、第一谐振金属柱、第二谐振金属柱、第二匹配电感、RFout接口，所述RFIN接口与第一匹配电感电性相连，所述第一匹配电感与第一谐振金属柱电性相连，所述第一谐振金属柱与第二谐振金属柱通过空间耦合，且同时第一谐振金属柱、第二谐振金属柱与滤波器的封装盒体顶部内表面相连接，所述第二谐振金属柱与第二匹配电感电性连接，所述第二匹配电感与RFout接口电性相连。

2.根据权利要求1所述的金属柱子跳频滤波器，其特征在于，所述第一谐振金属柱、第二谐振金属柱均与二极管谐振电容阵列电性连接。

3.根据权利要求1所述的金属柱子跳频滤波器，其特征在于，所述数字控制电路位于电路板上。

4.根据权利要求1所述的金属柱子跳频滤波器，其特征在于，所述数字控制电路包括电源VCC1、电源VCC2、电感L、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、稳压二极管Q1、稳压二极管Q2、稳压二极管Q3、稳压二极管Q4、稳压二极管Q5、稳压二极管Q6、稳压二极管Q7、稳压二极管Q8、稳压二极管Q9、整流二极管D1、MOS管T1、MOS管T2、MOS管T3以及开关电路，其中；

所述电阻R1的一端与电阻R2的一端电性相连且与I/0端口相连，通过I/O端口与外界控制设备通信连接；

所述电阻R2的另一端与稳压二极管Q1的负极、MOS管T1的栅极均电性相连，所述稳压二极管Q1的正极与稳压二极管Q2的正极电性相连，所述稳压二极管Q2的负极与稳压二极管Q3的正极电性相连，所述稳压二极管Q3的负极与MOS管T1的漏极电性相连，所述MOS管T1的源极与衬底电性相连，且MOS管T1的源极、衬底相连的一端与电源VCC1电性相连；

所述MOS管T1的漏极还与电阻R3的一端、MOS管T2的栅极、整流二极管D1的负极均电性连接，所述电阻R3的另一端与电阻R4的一端电性连接且同时接在电源VCC2上，所述电阻R4的另一端与MOS管T2的漏极、稳压二极管Q6的负极均电性连接，且所述MOS管T2的栅极也与整流二极管D1的负极电性连接，所述MOS管T2的衬底与源极电性相连，且MOS管T2的衬底与源极电性相连的一端与整流二极管D1的正极电性相连并接在电感L的一端，所述电感L的另一端与开关电路电性连接；

所述电阻R1的另一端与MOS管T3的栅极、稳压二极管Q7的负极均电性相连，稳压二极管Q7的正极与稳压二极管Q8的正极电性相连，所述稳压二极管Q8的负极与稳压二极管Q9的正极电性相连，所述稳压二极管Q9的负极与MOS管T3的漏极电性相连，且稳压二极管Q9负极、MOS管T3漏极相连的一端接在电感L上，所述MOS管T3的衬底与源极电性相连，且MOS管T3的衬底、源极相连的一端接在电源VCC1上。

5.根据权利要求4所述的金属柱子跳频滤波器，其特征在于，所述电阻R1、电阻R2的阻值为2.4KΩ，电阻R3的阻值为1MΩ，电阻R4的阻值为1.2KΩ。

6.根据权利要求4所述的金属柱子跳频滤波器，其特征在于，所述MOS管T1、MOS管T2、MOS管T3的型号为STL2N80K5，所述电源VCC1为-3.3V。

7.根据权利要求4所述的金属柱子跳频滤波器，其特征在于，所述开关电路包括电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、电容C2、电容C3、整流二极管D2、整流二极管D3；其中；

所述电感的另一端与电容C1的一端电性相连，所述电容C1的另一端接地，所述电容C1与电感L相连的一端还与整流二极管D2的正极电性连接，所述整流二极管D2与电阻R5并联，且整流二极管D2的正极与电容C3的一端、整流二极管D3的负极均电性连接，电容C3的另一端与谐振电容电性连接，所述整流二极管D3与电阻R6并联，且整流二极管D3的正极与电容C2、电阻R7的一端均电性连接，所述电容C2的另一端接地，所述电阻R7的另一端接在电源VCC3上。

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