RU2538299C2 - Harmonic filter of short-wave transmitter - Google Patents
Harmonic filter of short-wave transmitter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2538299C2 RU2538299C2 RU2013114508/08A RU2013114508A RU2538299C2 RU 2538299 C2 RU2538299 C2 RU 2538299C2 RU 2013114508/08 A RU2013114508/08 A RU 2013114508/08A RU 2013114508 A RU2013114508 A RU 2013114508A RU 2538299 C2 RU2538299 C2 RU 2538299C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- terminal
- input
- harmonic
- switches
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Transmitters (AREA)
- Filters And Equalizers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в фильтрах гармоник усилителей мощности широкодиапазонных радиопередатчиков.The invention relates to the field of radio engineering and can be used in harmonic filters of power amplifiers of wide-range radio transmitters.
Для передачи высокочастотных сигналов с подавленными до требуемого уровня гармоническими составляющими в фильтрах гармоник коротковолновых радиопередатчиков обычно применяются фильтры нижних частот (ФНЧ) [1]. Исходя из требований к фильтрации высших гармоник, начиная со второй, фильтры проектируются на заданное значение затухания в полосе задерживания. При этом коэффициент перекрытия поддиапазонов по частоте выбирают обычно в пределах 1,4…1,8, то есть для коротковолнового передатчика, перекрывающего диапазон частот 1,5…30 МГц, потребуется от девяти до пяти фильтров соответственно, причем, чем меньше количество фильтров, тем сложнее их структура. Поддиапазонные фильтры переключаются, как правило, при помощи реле, включенных на входе и выходе каждого фильтра.To transmit high-frequency signals with harmonic components suppressed to the required level in the harmonics filters of short-wave radio transmitters, low-pass filters (LPFs) are usually used [1]. Based on the requirements for filtering higher harmonics, starting from the second, the filters are designed for a given attenuation value in the delay band. In this case, the overlap coefficient of the sub-bands in frequency is usually chosen within 1.4 ... 1.8, that is, for a short-wave transmitter that covers the frequency range of 1.5 ... 30 MHz, nine to five filters are required, respectively, and the smaller the number of filters, the more complicated their structure. Sub-band filters are switched, as a rule, by means of relays connected at the input and output of each filter.
Главными недостатками фильтров гармоник на основе переключаемых ФНЧ являются сложность в настройке, а также необходимость высокой точности изготовления катушек индуктивности и применения конденсаторов с малыми отклонениями емкости от номинальных значений, то есть более дорогих. В противном случае не удается обеспечить необходимый уровень согласования фильтра гармоник, так как коэффициент бегущей волны (КБВ) на входе фильтра гармоник наиболее чувствителен к точности его настройки. Кроме того фильтры гармоник на основе переключаемых ФНЧ имеют большие габаритные размеры и массу, поскольку из всего набора переключаемых фильтров в работе находится только один [1].The main disadvantages of harmonic filters based on switchable low-pass filters are the difficulty in tuning, as well as the need for high precision manufacturing of inductors and the use of capacitors with small deviations of the capacitance from the nominal values, that is, more expensive. Otherwise, it is not possible to provide the necessary level of harmonics filter matching, since the traveling wave coefficient (KBW) at the input of the harmonics filter is most sensitive to the accuracy of its tuning. In addition, harmonic filters based on switchable low-pass filters have large overall dimensions and mass, since only one of the entire set of switchable filters is in operation [1].
В [2] проблему увеличенных размеров и массы фильтра гармоник решили следующим образом: уменьшили количество ФНЧ для диапазона частот 1,6…30 МГц до двух, но все L- и С-элементы выполнили переменными. При этом значительно возросли трудности согласования фильтра гармоник и повышения КБВ в каждой его достаточно широкой полосе пропускания.In [2], the problem of the increased size and mass of the harmonic filter was solved as follows: the number of low-pass filters for the frequency range 1.6 ... 30 MHz was reduced to two, but all L- and C-elements were made variable. At the same time, the difficulties of matching the harmonic filter and increasing the KBM in each of its fairly wide passband have significantly increased.
Более рационально проблему согласования фильтра гармоник можно решить, взяв за основу не ФНЧ, а полосовые перестраиваемые фильтры, и обеспечивать согласование только на частоте передаваемого сигнала. Такое устройство, представленое в [3], выбрано в качестве прототипа как наиболее близкое по технической сущности к заявляемому.More rationally, the harmonics filter matching problem can be solved by taking not tunable low-pass filters as the basis, but tunable bandpass filters, and ensure matching only at the frequency of the transmitted signal. Such a device, presented in [3], is selected as a prototype as the closest in technical essence to the claimed one.
Анализ прототипа показал, что он не обеспечивает достаточного согласования при перестройке в диапазоне частот, имеет большое затухание в полосе пропускания и малое затухание в полосе задерживания.The analysis of the prototype showed that it does not provide sufficient coordination during tuning in the frequency range, has a large attenuation in the passband and a small attenuation in the delay band.
Задача изобретения - обеспечение согласования фильтра гармоник во всем рабочем диапазоне частот радиопередатчика и повышение коэффициента передачи при одновременном снижении уровня гармонических составляющих передаваемого сигнала.The objective of the invention is to ensure harmonics filter harmonization in the entire operating frequency range of the radio transmitter and increase the transmission coefficient while reducing the level of harmonic components of the transmitted signal.
Указанная задача решается тем, что в фильтр гармоник коротковолнового передатчика, содержащий в средней своей части N средних катушек индуктивности, где N - число частотных поддиапазонов, первый конденсатор переменной емкости, подключаемый к первому выводу каждой средней катушки индуктивности при помощи одного из N первых переключателей, и второй конденсатор переменной емкости, подключаемый к второму выводу каждой средней катушки индуктивности при помощи одного из N вторых переключателей, введены дополнительно N входных Г-образных звеньев, каждое из которых состоит из двух катушек индуктивности, точка соединения которых соединена с первым выводом соответствующей средней катушки индуктивности, и N выходных Г-образных звеньев, каждое из которых состоит из двух катушек индуктивности, точка соединения которых соединена с вторым выводом соответствующей средней катушки индуктивности, при этом вход каждого входного Г-образного звена подключен к входному разъему фильтра гармоник через соответствующий входной переключатель, а выход каждого выходного Г-образного звена подключен к выходному разъему фильтра гармоник через соответствующий выходной переключатель, причем первый и второй конденсаторы переменной емкости преимущественно выполнены в виде набора конденсаторов, переключаемых при помощи устройства управления.This problem is solved by the fact that in the harmonic filter of the short-wave transmitter, containing in its middle part N medium inductors, where N is the number of frequency subbands, the first variable capacitor connected to the first output of each middle inductor using one of the N first switches, and a second capacitor of variable capacitance, connected to the second terminal of each middle inductor using one of the N second switches, N additional input L-shaped links are introduced ev, each of which consists of two inductors, the connection point of which is connected to the first terminal of the corresponding middle inductor, and N output L-shaped links, each of which consists of two inductors, the connection point of which is connected to the second terminal of the corresponding middle coil inductance, while the input of each input L-shaped link is connected to the input connector of the harmonic filter through the corresponding input switch, and the output of each output L-shaped link is connected It is connected to the output connector of the harmonic filter through the corresponding output switch, and the first and second capacitors of variable capacitance are mainly made in the form of a set of capacitors switched using a control device.
На фигуре приведена схема заявленного устройства в исходном состоянии. Фильтр гармоник коротковолнового передатчика содержит в средней своей части N средних катушек индуктивности 1, где N - число частотных поддиапазонов, первый конденсатор 2 переменной емкости, подключаемый к первому выводу каждой средней катушки индуктивности при помощи одного из N первых переключателей 3, и второй конденсатор 4 переменной емкости, подключаемый к второму выводу каждой средней катушки индуктивности при помощи одного из N вторых переключателей 5. Введены дополнительно N входных Г-образных звеньев 6, каждое из которых состоит из двух катушек индуктивности, точка соединения которых соединена с первым выводом соответствующей средней катушки индуктивности 1, и N выходных Г-образных звеньев 7, каждое из которых состоит из двух катушек индуктивности, точка соединения которых соединена с вторым выводом соответствующей средней катушки индуктивности 1, при этом вход каждого входного Г-образного звена 6 подключен к входному разъему 8 фильтра гармоник через соответствующий входной переключатель 9, а выход каждого выходного Г-образного звена 7 подключен к выходному разъему 10 фильтра гармоник через соответствующий выходной переключатель 11. Первый 2 и второй 4 конденсаторы переменной емкости выполнены в виде набора конденсаторов, переключаемых при помощи устройства управления 12. Фильтр гармоник представляет собой набор из N полосовых перестраиваемых фильтров с асимметричной амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ), приближающейся к АЧХ ФНЧ, то есть затухание в полосе задерживания справа от частоты настройки значительно больше (на десятки дБ) затухания в полосе задерживания слева от частоты настройки. Каждый полосовой фильтр перестраивается в соответствующем ему поддиапазоне частот.The figure shows a diagram of the claimed device in its original state. The harmonic filter of the short-wavelength transmitter contains in its middle part N middle coils 1, where N is the number of frequency subbands, a
Фильтр гармоник коротковолнового передатчика работает следующим образом.The harmonics filter of the short-wave transmitter operates as follows.
Выходной сигнал усилителя мощности передатчика вместе с гармоническими составляющими сигнала поступают на вход 8 фильтра гармоник, предварительно включенного и настроенного на частоту сигнала. Частота основного сигнала находится в полосе частот одного из поддиапазонов, поэтому при помощи устройства управления 12 включены соответствующие включенному поддиапазону входной 9 и выходной 11 переключатели, а первый 2 и второй 4 конденсаторы переменной емкости подключены к соответствующей средней катушке индуктивности 1 через соответствующие первый 3 и второй 5 переключатели. На конденсаторах 2 и 4 переменной емкости при помощи устройства управления 12 предварительно установлены значения емкостей, обеспечивающие настройку фильтра гармоник на заданную частоту. В результате сигнал проходит на выход 10 фильтра гармоник через соответствующие входное Г-образное звено 6, среднюю катушку индуктивности 1 и выходное Г-образное звено 7 с минимальными потерями и максимальным КБВ на частоте настройки.The output signal of the transmitter power amplifier, together with the harmonic components of the signal, is fed to input 8 of a harmonic filter, previously turned on and tuned to the signal frequency. The frequency of the main signal is in the frequency band of one of the subranges, therefore, using the
Заявленный фильтр гармоник коротковолнового передатчика обеспечивает согласование во всем рабочем диапазоне частот на любой из частот настройки и, как результат, уменьшение затухания сигнала. Одновременно фильтр гармоник обеспечивает повышенную избирательность, причем благодаря асимметричной АЧХ, включенного перестраиваемого полосового фильтра, приближающейся к АЧХ ФНЧ, уровень гармонических составляющих сигнала на выходе фильтра гармоник достаточно низкий. Можно отметить еще одно достоинство заявленного фильтра гармоник - уровень третьей гармоники сигнала на выходе примерно на 20 дБ меньше, чем уровень второй гармоники, что компенсирует обратное соотношение гармоник на выходе усилителя мощности. Кроме того, заявленный фильтр гармоник, по сравнению с обычными фильтрами гармоник на основе переключаемых ФНЧ, обеспечивает исключение трудоемкой операции настройки фильтра гармоник при его изготовлении. Настройка осуществляется программным способом в автоматическом режиме до получения максимального значения КБВ на каждой задаваемой с определенным шагом частоте настройки. Результаты настройки сохраняются в устройстве управления и используются во время работы фильтра гармоник в составе передатчика. При таком способе настройки не требуется применение в фильтре гармоник конденсаторов с малыми отклонениями емкости от номинальных значений.The claimed harmonic filter of the short-wave transmitter provides matching in the entire operating frequency range at any of the tuning frequencies and, as a result, reduces signal attenuation. At the same time, the harmonic filter provides increased selectivity, and due to the asymmetric frequency response, the tunable band-pass filter included, approaching the low-pass filter, the level of harmonic components of the signal at the output of the harmonic filter is quite low. One more advantage of the claimed harmonic filter can be noted - the level of the third harmonic of the signal at the output is approximately 20 dB lower than the level of the second harmonic, which compensates for the inverse ratio of harmonics at the output of the power amplifier. In addition, the claimed harmonic filter, in comparison with conventional harmonic filters based on switchable low-pass filters, eliminates the time-consuming operation of tuning the harmonic filter in its manufacture. The adjustment is carried out in a programmatic way in automatic mode until the maximum value of the KBM is obtained at each tuning frequency set with a certain step. The tuning results are stored in the control device and are used during the operation of the harmonic filter in the transmitter. With this tuning method, the use of capacitors in the harmonic filter with small deviations of the capacitance from the nominal values is not required.
Источники информацииInformation sources
1. Радиопередающие устройства: Учебник для вузов / В.В.Шахгильдян, В.Б.Козырев, А.А.Ляховкин и др.; под ред. В.В. Шахгильдяна- 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 2003. - С.205…208. 1. Radio transmitting devices: Textbook for universities / VV Shahgildyan, VB Kozyrev, A. A. Lyakhovkin and others; under the editorship of V.V. Shahgildyan- 3rd ed., Rev. and add. - M .: Radio and communications, 2003. - S.205 ... 208.
2. Ред Э. Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике: Схемы, блоки, 50-омная техника: Пер. с нем. - М.: 1990. - c.131.2. Red E. Reference manual on high-frequency circuitry: Circuits, blocks, 50-ohm technology: TRANS. with him. - M .: 1990. - p. 131.
3. Ред Э. Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике: Схемы, блоки, 50-омная техника: Пер. с нем. - М.: 1990. - с.143.3. Red E. Reference manual on high-frequency circuitry: Circuits, blocks, 50 ohm technology: TRANS. with him. - M .: 1990. - p.143.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013114508/08A RU2538299C2 (en) | 2013-04-01 | 2013-04-01 | Harmonic filter of short-wave transmitter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013114508/08A RU2538299C2 (en) | 2013-04-01 | 2013-04-01 | Harmonic filter of short-wave transmitter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013114508A RU2013114508A (en) | 2014-10-10 |
RU2538299C2 true RU2538299C2 (en) | 2015-01-10 |
Family
ID=53288392
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013114508/08A RU2538299C2 (en) | 2013-04-01 | 2013-04-01 | Harmonic filter of short-wave transmitter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2538299C2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2656695C2 (en) * | 2016-09-15 | 2018-06-06 | Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (АО "ОНИИП") | Harmonic filter of shortwave transmitter |
RU2685978C1 (en) * | 2018-02-13 | 2019-04-23 | Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (АО "ОНИИП") | Radio transmitter adjustable harmonic filter |
RU2695485C1 (en) * | 2018-06-26 | 2019-07-23 | Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (АО "ОНИИП") | Tunable filter of harmonics of a radio transmitter |
RU209339U1 (en) * | 2021-07-13 | 2022-03-15 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Harmonic Filtering Device |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050040909A1 (en) * | 2003-08-20 | 2005-02-24 | Waight Matthew Glenn | Broadband integrated digitally tunable filters |
RU2396701C2 (en) * | 2008-10-23 | 2010-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" | Variable lc-band-pass filter |
RU2396702C1 (en) * | 2008-12-29 | 2010-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" | Band-pass lc-filter with controlled transmission bandwidth |
RU2401510C2 (en) * | 2005-12-20 | 2010-10-10 | Кромптон Гривз Лимитед | Harmonic suppression dynamic filter for ac electrical power system |
-
2013
- 2013-04-01 RU RU2013114508/08A patent/RU2538299C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050040909A1 (en) * | 2003-08-20 | 2005-02-24 | Waight Matthew Glenn | Broadband integrated digitally tunable filters |
RU2401510C2 (en) * | 2005-12-20 | 2010-10-10 | Кромптон Гривз Лимитед | Harmonic suppression dynamic filter for ac electrical power system |
RU2396701C2 (en) * | 2008-10-23 | 2010-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" | Variable lc-band-pass filter |
RU2396702C1 (en) * | 2008-12-29 | 2010-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" | Band-pass lc-filter with controlled transmission bandwidth |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2656695C2 (en) * | 2016-09-15 | 2018-06-06 | Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (АО "ОНИИП") | Harmonic filter of shortwave transmitter |
RU2685978C1 (en) * | 2018-02-13 | 2019-04-23 | Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (АО "ОНИИП") | Radio transmitter adjustable harmonic filter |
RU2695485C1 (en) * | 2018-06-26 | 2019-07-23 | Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (АО "ОНИИП") | Tunable filter of harmonics of a radio transmitter |
RU209339U1 (en) * | 2021-07-13 | 2022-03-15 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Harmonic Filtering Device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013114508A (en) | 2014-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10200012B2 (en) | High-frequency filter, front-end circuit, and communication apparatus | |
US10340874B2 (en) | Filter circuit, RF front end circuit, and communication apparatus | |
KR101907810B1 (en) | Demultiplexing device | |
RU2431920C1 (en) | Frequency selective device | |
US10009048B2 (en) | High-frequency circuit and transmission and reception circuit using high-frequency circuit | |
CN107735955B (en) | High-frequency front-end circuit | |
RU2560792C1 (en) | Harmonic filter of short-wave transmitter | |
RU2538299C2 (en) | Harmonic filter of short-wave transmitter | |
RU2546309C1 (en) | Harmonic filter for short-wave transmitter | |
EP3394986A1 (en) | Multi-harmonic matching networks | |
EP3662596A1 (en) | Selectable filtering with switching | |
JP2017503401A (en) | Front-end circuit and method of operation of front-end circuit | |
RU2601200C2 (en) | Harmonic filter for short-wave transmitter | |
JP6673467B2 (en) | Frequency variable filter, RF front-end circuit, and communication terminal | |
JP2015115866A (en) | Branching filter | |
US9419582B2 (en) | Filter device and duplexer | |
RU2541195C2 (en) | Harmonic filter for short-wave transmitter | |
RU2527745C1 (en) | Frequency-selective device | |
DE102022205261A1 (en) | Switchable acoustic wave filter and associated multiplexers | |
RU2683625C1 (en) | Short-wave transmitter harmonic filter | |
RU2713867C1 (en) | Portable radio transmitter harmonics filter | |
RU2656695C2 (en) | Harmonic filter of shortwave transmitter | |
KR20130003847A (en) | Filter using parallel connected crlhs | |
US11146242B2 (en) | Filter device, multiplexer, radio frequency front end circuit, and communication device | |
RU2628891C2 (en) | Short wave transmitter harmonic filter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150402 |