RU2683625C1 - Short-wave transmitter harmonic filter - Google Patents

Short-wave transmitter harmonic filter Download PDF

Info

Publication number
RU2683625C1
RU2683625C1 RU2017136644A RU2017136644A RU2683625C1 RU 2683625 C1 RU2683625 C1 RU 2683625C1 RU 2017136644 A RU2017136644 A RU 2017136644A RU 2017136644 A RU2017136644 A RU 2017136644A RU 2683625 C1 RU2683625 C1 RU 2683625C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
inductor
inductance
harmonic filter
Prior art date
Application number
RU2017136644A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Григорьевич Зиновьев
Алексей Викторович Богданов
Original Assignee
Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (АО "ОНИИП")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (АО "ОНИИП") filed Critical Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (АО "ОНИИП")
Priority to RU2017136644A priority Critical patent/RU2683625C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2683625C1 publication Critical patent/RU2683625C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01Frequency selective two-port networks
    • H03H7/09Filters comprising mutual inductance
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01Frequency selective two-port networks
    • H03H7/12Bandpass or bandstop filters with adjustable bandwidth and fixed centre frequency

Abstract

FIELD: radio equipment.
SUBSTANCE: harmonic filter of the short-wave transmitter contains in its middle part N medium inductor coils, the first and second variable capacitor, N input L-shaped links, containing in the longitudinal arm of the input inductor, N output L-shaped links, containing in the longitudinal arm an output inductor, with each input L-shaped link containing at the output in the transverse arm the first fixed capacitor, and each output L-shaped link contains, at the input in the transverse arm, a second constant capacitor, each middle inductor and its associated inductive coupling input and the output coils of the inductance of the corresponding input and output L-shaped links are made in the form of three cylindrical windings interconnected at a certain distance from each other, interconnected, however, the direction of winding of the middle inductor is opposite to the direction of winding of the input and output inductors of the corresponding input and output L-shaped links.
EFFECT: technical result is to increase the power of the transmitted signal while reducing the overall dimensions.
3 cl, 1 dwg

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 передатчиков 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 harmonic filters of short-wave 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 their structure is more complicated. 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, как правило, большие габаритные размеры и массу прежде всего из-за большого количества катушек индуктивности. Данная проблема обостряется с ростом мощности передаваемого сигнала, так как размеры катушек индуктивности при этом также увеличиваются.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, as a rule, large overall dimensions and mass, primarily due to the large number of inductors. This problem is aggravated with an increase in the power of the transmitted signal, since the dimensions of the inductors also increase.

Более рационально проблему согласования фильтра гармоник и уменьшения его габаритных размеров можно решить, взяв за основу не ФНЧ, а полосовые перестраиваемые фильтры, и обеспечивать согласование только на частоте передаваемого сигнала. Такое устройство, представленное в [2], выбрано в качестве прототипа как наиболее близкое по технической сущности к заявляемому.More rationally, the problem of matching the harmonics filter and reducing its overall dimensions can be solved by taking not tunable low-pass filters as a basis, but tunable bandpass filters, and ensure matching only at the frequency of the transmitted signal. Such a device, presented in [2], is selected as a prototype as the closest in technical essence to the claimed one.

Анализ прототипа показал, что он, несмотря на уменьшение числа частотных поддиапазонов до трех в диапазоне частот от 1,5 до 30 МГц, не обеспечивает достаточного уменьшения габаритных размеров, так как в каждом поддиапазоне применяются пять катушек индуктивности. Кроме того, как показали расчеты, при настройке фильтра гармоник на нижнюю частоту каждого частотного поддиапазона значительно возрастает величина тока, протекающего через конденсаторы, а значит и через контакты соответствующих переключателей, включающих эти конденсаторы в работу. Все вышесказанное означает, что прототип имеет ограничения как по мощности передаваемого сигнала, так и в части габаритных размеров при ее увеличении. Кроме того, в случае применения соответствующих повышенной мощности сигнала вакуумных реле и конденсаторов, значительно возрастет и стоимость фильтра гармоник.Analysis of the prototype showed that, despite a decrease in the number of frequency subbands to three in the frequency range from 1.5 to 30 MHz, it does not provide a sufficient reduction in overall dimensions, since five inductors are used in each subband. In addition, as shown by calculations, when tuning the harmonic filter to the lower frequency of each frequency subband, the current flowing through the capacitors increases significantly, and therefore through the contacts of the corresponding switches that turn these capacitors on. All of the above means that the prototype has limitations both in terms of the power of the transmitted signal and in terms of overall dimensions when it is increased. In addition, in the case of applying the corresponding increased signal power of vacuum relays and capacitors, the cost of the harmonics filter will also increase significantly.

Задача изобретения - расширение эксплуатационных возможностей фильтра гармоник в части повышения мощности передаваемого сигнала при одновременном уменьшении габаритных размеров и упрощении устройства.The objective of the invention is the expansion of the operational capabilities of the harmonic filter in terms of increasing the power of the transmitted signal while reducing overall dimensions and simplifying the device.

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, а также N входных Г-образных звеньев, каждое из которых содержит в продольном плече входную катушку индуктивности, соединенную с первым выводом соответствующей средней катушки индуктивности и связанную с ней индуктивной связью, и N выходных Г-образных звеньев, каждое из которых содержит в продольном плече выходную катушку индуктивности, соединенную со вторым выводом соответствующей средней катушки индуктивности и связанную с ней индуктивной связью, 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 выполнены в виде набора конденсаторов, переключаемых при помощи устройства управления, каждое входное Г-образное звено содержит на выходе в поперечном плече первый конденсатор постоянной емкости, а каждое выходное Г-образное звено содержит на входе в поперечном плече второй конденсатор постоянной емкости, при этом каждая средняя катушка индуктивности и связанные с ней индуктивной связью соответствующие катушки индуктивности входного и выходного Г-образных звеньев выполнены в виде трех соосно расположенных на определенном расстоянии друг от друга цилиндрических обмоток, соединенных между собой, при этом направление намотки средней катушки индуктивности противоположно направлению намотки катушек индуктивности входного и выходного Г-образных звеньев.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, as well as N input L-shaped links, each of which which contains in the longitudinal arm an input inductor connected to the first terminal of the corresponding middle inductor and connected inductively with it, and N output L-shaped links, each of which contains an output inductor in the longitudinal arm connected to the second terminal of the corresponding middle coil inductance and inductive coupling associated with it, while the input of each input L-shaped link is connected to the input connector of the harmonic filter through the corresponding input switch spruce, and the output of each output L-shaped link is connected to the output connector of the harmonic filter through the corresponding output switch, the first and second capacitors of variable capacitance made in the form of a set of capacitors switched using a control device, each input L-shaped link contains at the output the transverse arm the first capacitor of constant capacity, and each output L-shaped link contains at the input in the transverse arm of the second capacitor of constant capacity, with each middle coil in of inductance and associated inductance of the corresponding inductance coils of the input and output G-shaped links are made in the form of three cylindrical coils coaxially spaced at a certain distance from each other, the winding direction of the middle inductor opposite to the direction of winding the input and output coils output L-shaped links.

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 1 при помощи одного из N первых переключателей 3, и второй конденсатор 4 переменной емкости, подключаемый к второму выводу каждой средней катушки индуктивности 1 при помощи одного из N вторых переключателей 5, а также N входных Г-образных звеньев 6, каждое из которых содержит в продольном плече входную катушку индуктивности 7, соединенную с первым выводом соответствующей средней катушки индуктивности 1 и связанную с ней индуктивной связью с взаимоиндуктивностью Mi [3], где i=1, 2, 3, …N - порядковый номер частотного поддиапазона, и N выходных Г-образных звеньев 8, каждое из которых содержит в продольном плече выходную катушку индуктивности 9, соединенную со вторым выводом соответствующей средней катушки индуктивности 1 и связанную с ней индуктивной связью с взаимоиндуктивностью, также равной Mi. Вход каждого входного Г-образного звена 6 подключен к входному разъему 10 фильтра гармоник через соответствующий входной переключатель 11, а выход каждого выходного Г-образного звена 8 подключен к выходному разъему 12 фильтра гармоник через соответствующий выходной переключатель 13. Первый 2 и второй 4 конденсаторы переменной емкости выполнены в виде набора конденсаторов, переключаемых при помощи устройства управления 14. Каждое входное Г-образное звено 6 содержит на выходе в поперечном плече первый конденсатор 15 постоянной емкости, а каждое выходное Г-образное звено 8 содержит на входе в поперечном плече второй конденсатор 16 постоянной емкости. Каждая средняя катушка индуктивности 1 и связанные с ней индуктивной связью входная 7 и выходная 9 катушки индуктивности соответствующих входного 6 и выходного 8 Г-образных звеньев выполнены в виде трех соосно расположенных на определенном расстоянии друг от друга цилиндрических обмоток, соединенных между собой, при этом направление намотки средней катушки индуктивности 1 противоположно направлению намотки входной 7 и выходной 9 катушек индуктивности соответствующего входного 6 выходного 8 Г-образных звеньев. При симметричной схеме фильтра гармоник индуктивности катушек индуктивности 7 и 9 равны между собой и равны Li, а индуктивность соответствующей средней катушки индуктивности 1 равна 2Li, при этом обе взаимоиндуктивности также равны между собой и равны Mi, где i=1, 2, 3, …N - порядковый номер частотного поддиапазона.The figure shows a diagram of the claimed device in its original state. The harmonic filter of the short-wave transmitter contains in its middle part N middle coils 1, where N is the number of frequency subbands, a first capacitor 2 of variable capacitance connected to the first output of each middle coil 1 using one of the N first switches 3, and a second capacitor 4 variable capacitance, connected to the second terminal of each middle inductor 1 using one of the N second switches 5, as well as N input L-shaped links 6, each of which contains in a longitudinal plane another input inductor 7 connected to the first output of the corresponding middle inductor 1 and connected inductively with the mutual inductance M i [3], where i = 1, 2, 3, ... N is the serial number of the frequency sub-range, and N output Г -shaped links 8, each of which contains in its longitudinal arm an output inductor 9 connected to the second terminal of the corresponding middle inductor 1 and connected with it by an inductive coupling with mutual inductance also equal to M i . The input of each input L-shaped link 6 is connected to the input connector 10 of the harmonics filter through the corresponding input switch 11, and the output of each output L-shaped link 8 is connected to the output connector 12 of the harmonics filter through the corresponding output switch 13. The first 2 and second 4 variable capacitors the capacitance is made in the form of a set of capacitors switched using the control device 14. Each input L-shaped link 6 contains at the output in the transverse arm the first capacitor 15 of constant capacitance yhodnoe T-shaped element 8 comprises at the entrance to the transverse arm of the second capacitor 16 constant capacity. Each middle inductor 1 and associated inductive coupling input 7 and output 9 inductors of the corresponding input 6 and output 8 L-shaped links are made in the form of three cylindrical windings coaxially spaced at a certain distance from each other, while the direction winding the middle inductor 1 is opposite to the winding direction of the input 7 and output 9 coils of inductance of the corresponding input 6 of the output 8 of the L-shaped links. With a symmetric filter circuit, the harmonics of the inductance of the inductors 7 and 9 are equal to each other and equal to L i , and the inductance of the corresponding average inductor 1 is 2L i , while both mutual inductances are equal to each other and equal to M i , where i = 1, 2, 3, ... N - serial number of the frequency sub-band.

Фильтр гармоник представляет собой набор из N перестраиваемых ФНЧ. Каждый фильтр перестраивается в соответствующем ему i-ом поддиапазоне частот при помощи первого 2 и второго 4 конденсаторов переменной емкости, с емкостью каждого из которых суммируется емкость соответствующего первого 15 и второго 16 конденсаторов постоянной емкости. В результате, каждая такая суммарная емкость равна С. Частота настройки фильтра гармоник определяется следующим выражением:The harmonic filter is a set of N tunable low-pass filters. Each filter is tuned in the corresponding i-th frequency sub-band using the first 2 and second 4 variable capacitors, with the capacity of each of which the capacitance of the corresponding first 15 and second 16 constant capacitors is added. As a result, each such total capacitance is equal to C. The harmonic filter tuning frequency is determined by the following expression:

Figure 00000001
Figure 00000001

при этом частота полюса затухания равнаthe frequency of the attenuation pole is

Figure 00000002
Figure 00000002

Отношение частоты полюса затухания (2) к частоте настройки (1) фильтра гармоник равноThe ratio of the attenuation pole frequency (2) to the harmonic filter tuning frequency (1) is

Figure 00000003
Figure 00000003

причем величина Кп при перестройке не изменяется.moreover, the value of K p during adjustment does not change.

Фильтр гармоник коротковолнового передатчика работает следующим образом.The harmonics filter of the short-wave transmitter operates as follows.

Выходной сигнал усилителя мощности передатчика, содержащий гармонические составляющие сигнала, поступает на вход 10 фильтра гармоник, предварительно включенного и настроенного на частоту сигнала. Частота основного сигнала находится в полосе частот одного из поддиапазонов, поэтому при помощи устройства управления 14 включены соответствующие включенному поддиапазону входной 11 и выходной 13 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 14 предварительно установлены значения емкостей, обеспечивающие настройку фильтра гармоник на заданную частоту. При этом учитываются значения емкостей конденсаторов 15 и 16 постоянной емкости, подключенных параллельно конденсаторам 2 и 4 соответственно. В результате, сигнал проходит на выход 12 фильтра гармоник через соответствующие входное Г-образное звено 6, среднюю катушку индуктивности 1 и выходное Г-образное звено 8 с минимальными потерями и максимальным КБВ на частоте настройки. А благодаря наличию индуктивной связи между входной катушкой индуктивности 7 входного Г-образного звена 6 и средней катушкой индуктивности 1, а также благодаря наличию индуктивной связи между выходной катушкой индуктивности 9 выходного Г-образного звена 8 и средней катушкой индуктивности 1, в полосе задерживания включенного фильтра возникает полюс затухания с заданной частотой, например, равной или близкой частоте третьей гармоники передаваемого сигнала. Полюс затухания возникает благодаря тому, что индуктивно связанные катушки индуктивности имеют взаимно противоположное направление намотки, что и обеспечивает встречное направление их магнитных потоков при предлагаемом взаимном расположении катушек индуктивности. При этом катушки индуктивности 7 и 9 расположены относительно соответствующей средней катушки индуктивности 1 на некотором расстоянии от нее, определяющем величину индуктивной связи между катушками индуктивности, от которой зависит частота полюса затухания и уровень подавления гармонических составляющих передаваемого сигнала.The output signal of the transmitter power amplifier, containing the harmonic components of the signal, is fed to the input 10 of a harmonic filter, previously turned on and tuned to the frequency of the signal. The frequency of the main signal is in the frequency band of one of the subranges, therefore, using the control device 14, the input 11 and output 13 switches corresponding to the included subband are turned on, and the first 2 and second 4 variable capacitors are connected to the corresponding middle inductor 1 through the corresponding first 3 and second 5 switches. On capacitors 2 and 4 of variable capacitance, using the control device 14, the capacitance values are pre-set, which ensure the harmonics filter is tuned to a given frequency. In this case, the capacitance values of the capacitors 15 and 16 of constant capacitance connected in parallel to the capacitors 2 and 4, respectively, are taken into account. As a result, the signal passes to the output 12 of the harmonic filter through the corresponding input L-shaped link 6, the middle inductor 1 and the output L-shaped link 8 with minimal losses and maximum KBB at the tuning frequency. And due to the presence of inductive coupling between the input inductor 7 of the input L-shaped link 6 and the middle inductor 1, and also due to the presence of inductive coupling between the output inductor 9 of the output L-shaped link 8 and the middle inductor 1, in the delay band of the included filter there is a pole attenuation with a given frequency, for example, equal to or close to the frequency of the third harmonic of the transmitted signal. The attenuation pole arises due to the fact that the inductively coupled inductors have a mutually opposite direction of winding, which ensures the opposite direction of their magnetic fluxes with the proposed mutual arrangement of the inductors. In this case, the inductors 7 and 9 are located relative to the corresponding average inductor 1 at a certain distance from it, which determines the magnitude of the inductive coupling between the inductors, on which the attenuation pole frequency and the level of suppression of harmonic components of the transmitted signal depend.

Заявленный фильтр гармоник коротковолнового передатчика по сравнению с прототипом имеет расширенные эксплуатационные возможности благодаря снижению почти в полтора раза тока, проходящего через контакты переключателей 3 и 5, а также переключателей в составе конденсаторов 2 и 4 переменной емкости. Кроме того, часть токовой нагрузки берут на себя конденсаторы 15 и 16 постоянной емкости, обеспечивающие вместе с начальной емкостью конденсаторов 2 и 4 настройку фильтра гармоник на максимальную частоту в каждом частотном поддиапазоне. В результате, заявленный фильтр гармоник при том же составе комплектующих элементов может быть применен в радиопередатчике с более чем на 20% увеличенной выходной мощностью. Габаритные размеры заявленного устройства по сравнению с прототипом уменьшаются не только из-за сокращения количества катушек индуктивности на 40%, но также благодаря более рациональному использованию объема при соосном расположении индуктивно связанных катушек индуктивности и отсутствии экранирующих перегородок. Так же как прототип, заявленный фильтр гармоник обеспечивает согласование во всем диапазоне рабочих частот на любой из частот настройки и, как результат, уменьшение затухания передаваемого сигнала. Несмотря на то, что основу заявленного фильтра гармоник составляют ФНЧ 5-го порядка, а не такого же порядка полосовые фильтры (ПФ), как в прототипе, и заявленное устройство и прототип обеспечивают при перестройке примерно одинаковый уровень ослабления гармонических составляющих передаваемого сигнала: не менее 30 дБ для второй гармоники, что достаточно, учитывая уровень ее подавления в усилителе мощности (УМ), и более 56 дБ для всех последующих гармоник. Кроме того в заявленном фильтре гармоник частоту (2) полюса затухания можно установить равной частоте третьей гармоники сигнала, то есть исключить из передаваемого сигнала третью, наиболее мощную, гармонику полностью. Но более рациональной является величина Кп (3), примерно равная 3,5, так как при этом сохраняется очень низкий уровень третьей гармоники, но дополнительно в еще большей степени ослабляются пятая и седьмая гармоники. Гармонические составляющие сигнала с четными порядковыми номерами в этом случае можно не учитывать, так как они уже в достаточной степени подавлены в УМ. Дополнительным отличительным признаком заявленного фильтра гармоник по сравнению с прототипом является то, что величина Кп (3) постоянна и не зависит от частоты настройки фильтра гармоник, тем самым обеспечивается идентичность характеристик заявленного устройства при перестройке. 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 in comparison with the prototype has enhanced operational capabilities due to the reduction of almost a half times the current passing through the contacts of switches 3 and 5, as well as switches in the composition of capacitors 2 and 4 of variable capacity. In addition, constant capacitors 15 and 16 take on a part of the current load, providing, together with the initial capacitance of capacitors 2 and 4, the harmonic filter to be tuned to the maximum frequency in each frequency subband. As a result, the claimed harmonic filter with the same composition of component parts can be used in a radio transmitter with more than 20% increased output power. The overall dimensions of the claimed device compared to the prototype are reduced not only due to the reduction in the number of inductors by 40%, but also due to a more rational use of volume with the coaxial arrangement of inductively coupled inductors and the absence of shielding partitions. As well as the prototype, the claimed harmonic filter provides coordination in the entire range of operating frequencies at any of the tuning frequencies and, as a result, reduces the attenuation of the transmitted signal. Despite the fact that the basis of the claimed harmonic filter is a 5th order low-pass filter, and not the same order, bandpass filters (PF) as in the prototype, and the claimed device and prototype provide approximately the same level of attenuation of the harmonic components of the transmitted signal during tuning: not less 30 dB for the second harmonic, which is enough, given the level of its suppression in the power amplifier (PA), and more than 56 dB for all subsequent harmonics. In addition, in the claimed harmonic filter, the frequency (2) of the attenuation pole can be set equal to the frequency of the third harmonic of the signal, that is, to exclude the third, most powerful, harmonic from the transmitted signal. But more rational is the value of K p (3), approximately equal to 3.5, since at the same time a very low level of the third harmonic is maintained, but the fifth and seventh harmonics are further weakened. In this case, the harmonic components of the signal with even serial numbers can be ignored, since they are already sufficiently suppressed in the PA. An additional distinguishing feature of the claimed harmonic filter compared to the prototype is that the value of K p (3) is constant and does not depend on the frequency of tuning of the harmonic filter, thereby ensuring the identity of the characteristics of the claimed device during tuning. 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 информации:Information 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 high schools / V.V. Shahgildyan, V.B. Kozyrev, A.A. Lyakhovkin and others; Ed. V.V. Shahgildyan. - 3rd ed., Revised. and add. - M: Radio and communications, 2003. - p. 205 ... 208.

2. Патент RU 2546309, МПК Н03Н 7/09. Фильтр гармоник коротковолнового передатчика / А.Г. Зиновьев, А.В. Богданов. - Заявлено 25.03.2014; опубликовано 10.04.2015, Бюл. №10.2. Patent RU 2546309, IPC Н03Н 7/09. Harmonic filter of a short-wave transmitter / A.G. Zinoviev, A.V. Bogdanov. - Announced on March 25, 2014; published April 10, 2015, Bull. No. 10.

3. Справочник по радиотехнике: Под ред. Б.А. Смиренина. - М., Л.: Госэнергоиздат, 1950. - с. 54, 55.3. Handbook of Radio Engineering: Ed. B.A. Smirenin. - M., L .: Gosenergoizdat, 1950 .-- p. 54, 55.

Claims (7)

1. 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 ко второму выводу каждой средней катушки индуктивности при помощи одного из N вторых переключателей, а также N входных Г-образных звеньев, каждое из которых содержит в продольном плече входную катушку индуктивности, соединенную с первым выводом соответствующей средней катушки индуктивности и связанную с ней индуктивной связью, и N выходных Г-образных звеньев, каждое из которых содержит в продольном плече выходную катушку индуктивности, соединенную со вторым выводом соответствующей средней катушки индуктивности и связанную с ней индуктивной связью, 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 выполнены в виде набора конденсаторов, переключаемых при помощи устройства управления, отличающийся тем, что каждое входное Г-образное звено содержит на выходе в поперечном плече первый конденсатор постоянной емкости, а каждое выходное Г-образное звено содержит на входе в поперечном плече второй конденсатор постоянной емкости.1. The harmonic filter of the short-wave transmitter, containing in its middle part N middle inductors, where N is the number of frequency subbands, a first capacitor of variable capacitance connected to the first output of each middle inductor using one of the N first switches, and a second variable capacitor connected to the second terminal of each middle inductor using one of the N second switches, as well as N input L-shaped links, each of which contains in the longitudinal arm an input inductance connected to the first terminal of the corresponding middle inductor and connected inductively to it, and N output L-shaped links, each of which contains in the longitudinal arm an output inductor connected to and connected to the second terminal of the corresponding middle inductance inductive coupling, while the input of each input Г-shaped link is connected to the input connector of the harmonic filter through the corresponding input switch, and the output of each output Г-о a single link is connected to the output connector of the harmonic filter through a corresponding output switch, the first and second capacitors of variable capacitance made in the form of a set of capacitors switched using a control device, characterized in that each input L-shaped link contains a first capacitor at the output in the transverse arm constant capacity, and each output L-shaped link contains at the input in the transverse arm of the second capacitor of constant capacity. 2. Фильтр гармоник коротковолнового передатчика по п. 1, отличающийся тем, что каждая средняя катушка индуктивности и связанные с ней индуктивной связью входная и выходная катушки индуктивности соответствующих входного и выходного Г-образных звеньев выполнены в виде трех соосно расположенных на определенном расстоянии друг от друга цилиндрических обмоток, соединенных между собой, при этом направление намотки средней катушки индуктивности противоположно направлению намотки входной и выходной катушек индуктивности соответствующих входного и выходного Г-образных звеньев.2. The harmonic filter of the short-wave transmitter according to claim 1, characterized in that each middle inductance coil and the input and output inductance coils of the corresponding input and output L-shaped links are made in the form of three coaxially spaced at a certain distance from each other by inductive coupling cylindrical windings interconnected, while the direction of winding the middle inductor is opposite to the direction of winding the input and output inductors of the corresponding inputs bottom and output L-shaped links. 3. Фильтр гармоник коротковолнового передатчика по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен симметричным, при этом в каждом поддиапазоне частот отношение частоты полюса затухания к частоте настройки равно3. The harmonic filter of the shortwave transmitter according to claim 1, characterized in that it is symmetrical, while in each frequency subband the ratio of the frequency of the attenuation pole to the tuning frequency is
Figure 00000004
Figure 00000004
где Li - индуктивность входной и выходной катушки индуктивности соответствующих входного и выходного Г-образных звеньев;where L i is the inductance of the input and output inductors of the corresponding input and output L-shaped links; Mi - взаимоиндуктивность между средней катушкой индуктивности и входной, а также выходной катушками индуктивности соответствующих входного и выходного Г-образных звеньев;M i - the mutual inductance between the middle inductor and the input and output coils of the inductance of the corresponding input and output L-shaped links; i - порядковый номер частотного поддиапазона, причем величина Кп при перестройке фильтра гармоник не изменяется.i is the serial number of the frequency subband, and the value of K p during the harmonics filter tuning does not change.
RU2017136644A 2017-10-17 2017-10-17 Short-wave transmitter harmonic filter RU2683625C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017136644A RU2683625C1 (en) 2017-10-17 2017-10-17 Short-wave transmitter harmonic filter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017136644A RU2683625C1 (en) 2017-10-17 2017-10-17 Short-wave transmitter harmonic filter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2683625C1 true RU2683625C1 (en) 2019-03-29

Family

ID=66089803

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017136644A RU2683625C1 (en) 2017-10-17 2017-10-17 Short-wave transmitter harmonic filter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2683625C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6587020B2 (en) * 2000-08-31 2003-07-01 Murata Manufacturing Co., Ltd. Multilayer LC composite component with ground patterns having corresponding extended and open portions
RU2396701C2 (en) * 2008-10-23 2010-08-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" Variable lc-band-pass filter
JP2011228824A (en) * 2010-04-16 2011-11-10 Elmech Corp Common mode filter
RU2546309C1 (en) * 2014-03-25 2015-04-10 Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") Harmonic filter for short-wave transmitter
US9806691B2 (en) * 2013-02-06 2017-10-31 Mitsubishi Electric Corporation Filter device and electric-vehicle drive controller

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6587020B2 (en) * 2000-08-31 2003-07-01 Murata Manufacturing Co., Ltd. Multilayer LC composite component with ground patterns having corresponding extended and open portions
RU2396701C2 (en) * 2008-10-23 2010-08-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" Variable lc-band-pass filter
JP2011228824A (en) * 2010-04-16 2011-11-10 Elmech Corp Common mode filter
US9806691B2 (en) * 2013-02-06 2017-10-31 Mitsubishi Electric Corporation Filter device and electric-vehicle drive controller
RU2546309C1 (en) * 2014-03-25 2015-04-10 Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") Harmonic filter for short-wave transmitter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9923593B2 (en) Transmitter receiver leakage reduction in a full duplex system without the use of a duplexer
US10200012B2 (en) High-frequency filter, front-end circuit, and communication apparatus
RU2453985C1 (en) Highly selective band-pass tuneable lc filter
DE102013217545B4 (en) SYSTEM AND METHOD FOR SENDING A HIGH FREQUENCY SIGNAL BY A SPEAKER COIL
RU2431920C1 (en) Frequency selective device
US20180241368A1 (en) Multi-harmonic matching networks
US10009048B2 (en) High-frequency circuit and transmission and reception circuit using high-frequency circuit
US9870855B2 (en) Multiplexers using weakly-coupled networks in RF front end circuitry
RU2560792C1 (en) Harmonic filter of short-wave transmitter
RU2546309C1 (en) Harmonic filter for short-wave transmitter
RU2538299C2 (en) Harmonic filter of short-wave transmitter
RU2671042C1 (en) Band-rejection tunable lc-filter
RU2601200C2 (en) Harmonic filter for short-wave transmitter
US9419582B2 (en) Filter device and duplexer
RU2683625C1 (en) Short-wave transmitter harmonic filter
RU2466494C1 (en) Narrow-band tunable lc-filter
RU2713867C1 (en) Portable radio transmitter harmonics filter
US11088669B2 (en) Band pass filter
US11716056B2 (en) Power amplifier with series transformer combiners and harmonic tuning
RU2527745C1 (en) Frequency-selective device
RU2444121C1 (en) Strip discretely tuned lc-filter
RU2541195C2 (en) Harmonic filter for short-wave transmitter
RU2695485C1 (en) Tunable filter of harmonics of a radio transmitter
US11146242B2 (en) Filter device, multiplexer, radio frequency front end circuit, and communication device
RU2469468C1 (en) Band-pass lc-filter with rejection of concentrated interference in service frequency band