RU2693650C1 - High-power radio transmitter harmonics filter - Google Patents

High-power radio transmitter harmonics filter Download PDF

Info

Publication number
RU2693650C1
RU2693650C1 RU2018135353A RU2018135353A RU2693650C1 RU 2693650 C1 RU2693650 C1 RU 2693650C1 RU 2018135353 A RU2018135353 A RU 2018135353A RU 2018135353 A RU2018135353 A RU 2018135353A RU 2693650 C1 RU2693650 C1 RU 2693650C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
low
pass filter
fixed contact
Prior art date
Application number
RU2018135353A
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 RU2018135353A priority Critical patent/RU2693650C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2693650C1 publication Critical patent/RU2693650C1/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
    • H03H7/17Structural details of sub-circuits of frequency selective networks
    • H03H7/1741Comprising typical LC combinations, irrespective of presence and location of additional resistors
    • H03H7/1758Series LC in shunt or branch path
    • 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
    • H03H7/17Structural details of sub-circuits of frequency selective networks
    • H03H7/1741Comprising typical LC combinations, irrespective of presence and location of additional resistors
    • H03H7/1775Parallel LC in shunt or branch path

Landscapes

  • Transmitters (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to harmonic filters of power amplifiers of wide-range radio transmitters. In filter containing N low-pass filters, switched to provide harmonics of high-power radio transmitter, frequency band of which is divided into N subbands, each low-pass filter comprises additional capacitor connected between input and output low-pass filter, as well as the first, the second and the third capacitors, the first outputs of which are connected to outputs of inductance coils, and the second leads are connected to the common bus through additional first, second and third inductance coils.
EFFECT: technical result consists in reduction of the level of harmonic components of the third and higher orders in the spectrum of the output signal of the high-power radio transmitter.
1 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 and can be used in the harmonic filters of power amplifiers of wide-band radio transmitters.

Для передачи высокочастотных сигналов с подавленными до требуемого уровня гармоническими составляющими в коротковолновых радиопередающих устройствах (РПДУ) применяются фильтры гармоник (ФГ), содержащие обычно шесть [1] и более фильтров нижних частот (ФНЧ) Кауэра, переключаемых по входу и выходу при помощи реле. Каждый поддиапазонный ФНЧ должен обеспечивать требуемое затухание в полосе задерживания на частотах высших гармоник передаваемого сигнала, начиная со второй гармоники, то есть с удвоенной минимальной частоты поддиапазона. При этом, чем меньше количество частотных поддиапазонов, тем больше их коэффициент перекрытия по частоте, тем меньше на амплитудно-частотной характеристике (АЧХ) переходная область между полосами пропускания и задерживания, тем сложнее поддиапазонные фильтры [2]. Как правило, из-за большого количества катушек индуктивности такие ФГ имеют увеличенные габаритные размеры и на их долю приходится значительная часть объема РПДУ. Данная проблема обостряется с увеличением мощности передаваемого сигнала, так как размеры катушек индуктивности тоже увеличиваются. ФГ усложняются и увеличиваются в размерах также из-за наличия экранирующих перегородок, разделяющих звенья каждого фильтра в составе ФГ и устраняющих нежелательные электромагнитные связи между ними.Harmonic filters (GF) are used to transmit high-frequency signals with harmonic components suppressed to the required level in short-wave radio transmitting devices (RPDU), usually containing six [1] or more Cower low-pass filters (LPF) switched by input and output using relays. Each sub-band low-pass filter should provide the required attenuation in the delay band at frequencies of higher harmonics of the transmitted signal, starting from the second harmonic, that is, from twice the minimum frequency of the sub-band. In this case, the smaller the number of frequency subbands, the greater their frequency overlap ratio, the smaller the amplitude-frequency characteristic (AFC) transition region between the passbands and delay bands, the more difficult the sub-band filters [2]. As a rule, due to the large number of inductors, such FGs have increased overall dimensions and account for a significant part of the volume of the RPD. This problem is exacerbated with an increase in the power of the transmitted signal, since the dimensions of the inductors also increase. FGs become more complex and increase in size also due to the presence of shielding partitions separating the links of each filter in the FG composition and eliminating unwanted electromagnetic connections between them.

Главными недостатками известных ФГ коротковолновых РПДУ являются их сложная конструкция, а также большие габаритные размеры и масса.The main disadvantages of the well-known FG short-wave RPDU are their complex structure, as well as large overall dimensions and weight.

В [3] проблема увеличенных размеров и массы фильтра гармоник на основе переключаемых ФНЧ 5-го порядка решена следующим образом: каждый ФНЧ содержит две катушки индуктивности, соединенные последовательно, и конденсаторы, включенные между выводами катушек индуктивности и общей шиной, при этом катушки индуктивности выполнены индуктивно связанными между собой при помощи взаимоиндуктивности [4] М и размещены на одном сердечнике, преимущественно тороидальной формы, причем магнитные потоки индуктивно связанных катушек индуктивности направлены навстречу друг другу. В результате, по сравнению с исходными ФНЧ Чебышева без индуктивных связей, уровень гармонических составляющих сигнала на выходе фильтра гармоник снижается благодаря наличию полюса затухания, частота которого зависит от величины коэффициента связи между первой и второй катушками индуктивности в каждом ФНЧ. Снижаются также габаритные размеры и масса фильтра гармоник благодаря уменьшению в два раза количества тороидальных сердечников.In [3], the problem of increased dimensions and weight of the harmonic filter based on 5th order switchable low-pass filters is solved as follows: each low-pass filter contains two inductors connected in series and capacitors connected between the terminals of the inductance and the common bus, while the inductors are made inductively coupled to each other using mutual inductance [4] M and placed on the same core, mainly toroidal, with magnetic fluxes of inductively coupled inductors directed You meet each other. As a result, compared with the original Chebyshev LPF without inductive coupling, the level of the harmonic components of the signal at the output of the harmonic filter decreases due to the presence of a damping pole, whose frequency depends on the coupling coefficient between the first and second inductors in each LPF. The overall dimensions and mass of the harmonic filter are also reduced due to the halving of the number of toroidal cores.

Фильтр гармоник коротковолнового передатчика, представленный в [3], можно выбрать в качестве прототипа, так как он является наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству.The harmonic filter of a short-wave transmitter, presented in [3], can be chosen as a prototype, since it is the closest to the claimed device by technical essence.

Анализ прототипа показал, что он не обеспечивает радиопередатчику с повышенной мощностью передаваемого сигнала требуемого уровня гармонических составляющих в спектре этого сигнала. В соответствии с [5] для РПДУ мощностью от 300 до 30000 Вт уровень второй и третьей гармоник не должен превышать значения минус 65 дБ относительно уровня сигнала, а для остальных гармоник эта норма еще жестче - минус 75 дБ. С учетом того, что на выходе усилителя мощности (УМ), к которому подключен ФГ, уровень второй гармоники относительно уровня основного сигнала, как правило, не более минус 37 дБ, а уровень третьей гармоники - не более минус 13 дБ, ФГ должен обеспечить затухание на частотах этих гармоник не менее 28 и 52 дБ соответственно, плюс необходимый запас в 1-2 дБ. Кроме того, ФГ должен обеспечить затухание на частотах высших гармоник (прежде всего пятой и седьмой) не менее 53 дБ. Даже, если снижение уровня гармонической составляющей второго порядка выходного сигнала фильтра гармоник в составе передатчика повышенной мощности до необходимых значений осуществлять при помощи метода частотной инжекции [6], уровни высших гармоник, начиная с третьей, остаются неприемлемо высокими. Поэтому прототип может быть применен только в портативных передатчиках и радиостанциях с небольшой выходной мощностью сигнала, например, не более 100 Вт [7]. В этом случае уровень гармонических составляющих сигнала должен быть не более минус 40 дБ относительно уровня самого сигнала.Analysis of the prototype showed that it does not provide a radio transmitter with an increased power of the transmitted signal of the required level of harmonic components in the spectrum of this signal. In accordance with [5], for the RPU with a power of 300 to 30000 W, the level of the second and third harmonics should not exceed minus 65 dB relative to the signal level, and for the remaining harmonics this norm is even tougher — minus 75 dB. Taking into account the fact that the output of the power amplifier (PA) to which the FG is connected, the second harmonic level relative to the level of the main signal, as a rule, is no more than minus 37 dB, and the third harmonic level is no more than minus 13 dB, the FG should provide attenuation at frequencies of these harmonics of at least 28 and 52 dB, respectively, plus the necessary margin of 1-2 dB. In addition, the FG should provide attenuation at higher harmonic frequencies (primarily the fifth and seventh) of at least 53 dB. Even if the harmonic component of the second order of the output signal of the harmonic filter in the high power transmitter is reduced to the required values using the frequency injection method [6], the higher harmonic levels, starting from the third, remain unacceptably high. Therefore, the prototype can be applied only in portable transmitters and radio stations with a small output signal power, for example, no more than 100 W [7]. In this case, the level of harmonic components of the signal should be no more than minus 40 dB relative to the level of the signal itself.

Задача изобретения - уменьшение уровня гармонических составляющих третьего и более высоких порядков в спектре выходного сигнала радиопередатчика повышенной мощности.The objective of the invention is to reduce the level of the harmonic components of the third and higher orders in the spectrum of the output signal of the high power radio transmitter.

Указанная задача решается тем, что в фильтре гармоник радиопередатчика повышенной мощности, частотный диапазон которого разделен на N поддиапазонов, содержащем входной и выходной разъемы и N ФНЧ, переключаемых по входу и выходу при помощи входных и выходных трехконтактных переключателей, при этом у каждого входного трехконтактного переключателя подвижный контакт соединен с входом соответствующего фильтра нижних частот и одновременно с первым неподвижным контактом, соединенным с общей шиной, а второй неподвижный контакт соединен с входной соединительной шиной, а у каждого выходного трехконтактного переключателя подвижный контакт соединен с выходом соответствующего фильтра нижних частот и одновременно с первым неподвижным контактом, соединенным с общей шиной, а второй неподвижный контакт соединен с выходной соединительной шиной. Входная и выходная соединительные шины выполнены в виде длинных линий с волновым сопротивлением, равным номинальному волновому сопротивлению фильтров, при этом вход входной длинной линии соединен с входным разъемом и одновременно с вторым неподвижным контактом входного переключателя фильтра нижних частот первого поддиапазона, а вход выходной длинной линии соединен с выходным разъемом и одновременно с вторым неподвижным контактом выходного переключателя фильтра нижних частот первого поддиапазона. Каждый ФНЧ содержит первую и вторую катушки индуктивности, соединенные последовательно, связанные между собой индуктивной связью и размещенные на одном сердечнике, преимущественно тороидальной формы, причем магнитные потоки индуктивно связанных катушек индуктивности направлены навстречу друг другу. Каждый ФНЧ содержит дополнительный конденсатор, подключенный между входом и выходом ФНЧ, а также первый, второй и третий конденсаторы, первые выводы которых подключены к соответствующим выводам первой и второй катушек индуктивности, а вторые выводы соединены с общей шиной через дополнительные первую, вторую и третью катушки индуктивности.This problem is solved by the fact that in the high-power radio transmitter harmonics filter, the frequency range of which is divided into N sub-bands, containing input and output connectors and N low-pass filters switched on input and output using input and output three-contact switches, with each three-contact input switch the movable contact is connected to the input of the corresponding low-pass filter and simultaneously with the first fixed contact connected to the common bus, and the second fixed contact is connected to the input hydrochloric connecting bus, and each output three-terminal switch the movable contact is connected to a corresponding output of the lowpass filter and simultaneously with the first fixed contact connected to the common bus, and the second fixed contact is connected to the output connecting bus. The input and output connecting buses are made in the form of long lines with a characteristic impedance equal to the nominal characteristic impedance of the filters, with the input of the input long line connected to the input connector and simultaneously with the second fixed contact of the input switch of the low-pass filter of the first sub-band, and the input of the output long line connected with the output connector and at the same time with the second fixed contact of the output switch of the low-pass filter of the first sub-band. Each low-pass filter contains the first and second inductors, connected in series, interconnected by an inductive coupling and placed on the same core, mostly toroidal, with magnetic fluxes of inductively coupled inductors directed towards each other. Each low-pass filter contains an additional capacitor connected between the input and output of the low-pass filter, as well as the first, second and third capacitors, the first terminals of which are connected to the corresponding terminals of the first and second inductors, and the second terminals are connected to the common bus through the additional first, second and third coils inductance.

На фигуре приведена схема заявленного устройства в исходном состоянии. Фильтр гармоник радиопередатчика повышенной мощности, частотный диапазон которого разделен на N поддиапазонов, содержит входной 1 и выходной 2 разъемы и N ФНЧ 3, переключаемых по входу и выходу при помощи входных 4 и выходных 5 трехконтактных переключателей, при этом у каждого входного трехконтактного переключателя 4 подвижный контакт соединен с входом соответствующего ФНЧ 3 и одновременно с первым неподвижным контактом, соединенным с общей шиной, а второй неподвижный контакт соединен с входной соединительной шиной 6, а у каждого выходного трехконтактного переключателя подвижный контакт соединен с выходом соответствующего ФНЧ 3 и одновременно с первым неподвижным контактом, соединенным с общей шиной, а второй неподвижный контакт соединен с выходной соединительной шиной 7. Входная 6 и выходная 7 соединительные шины выполнены в виде длинных линий с волновым сопротивлением, равным номинальному волновому сопротивлению ФНЧ, при этом вход входной длинной линии соединен с входным разъемом и одновременно с вторым неподвижным контактом входного переключателя ФНЧ первого поддиапазона, а вход выходной длинной линии соединен с выходным разъемом и одновременно с вторым неподвижным контактом выходного переключателя ФНЧ первого поддиапазона. Каждый ФНЧ 3, содержит первую 8 и вторую 9 катушки индуктивности, соединенные последовательно друг с другом, индуктивно связанные между собой и размещенные на одном сердечнике, преимущественно тороидальной формы, причем магнитные потоки индуктивно связанных катушек индуктивности направлены навстречу друг другу, а также первый 10, второй 11 и третий 12 конденсаторы, первые выводы которых подключены к соответствующим выводам первой 8 и второй 9 катушек индуктивности, а между вторыми выводами и общей шиной включены первая 13, вторая 14 и третья 15 дополнительные катушки индуктивности. В каждом ФНЧ между входом и выходом фильтра включен дополнительный конденсатор 16, благодаря которому на АЧХ фильтра появляется дополнительный полюс затухания.The figure shows the scheme of the claimed device in the initial state. The harmonic filter of the high-power radio transmitter, whose frequency range is divided into N sub-bands, contains input 1 and output 2 connectors and N LPF 3 switched input and output using input 4 and output 5 three-contact switches, with each input three-contact switch 4 moving the contact is connected to the input of the corresponding low-pass filter 3 and simultaneously with the first fixed contact connected to the common bus, and the second fixed contact is connected to the input connecting bus 6, and each output t the contact switch is a movable contact connected to the output of the corresponding low-pass filter 3 and simultaneously with the first fixed contact connected to the common bus, and the second fixed contact connected to the output connecting bus 7. The input 6 and output 7 connecting buses are made in the form of long lines with a characteristic impedance equal to nominal wave impedance of the low-pass filter, while the input of the input long line is connected to the input connector and at the same time with the second fixed contact of the input switch of the low-pass filter of the first subdiape it, and input the output of a long line is connected to the output port and simultaneously to a second fixed contact of the first LPF output selector subband. Each LPF 3 contains the first 8 and second 9 coils inductance, connected in series with each other, inductively coupled to each other and placed on the same core, mainly toroidal in shape, with magnetic fluxes of inductively coupled coils inductance directed towards each other, as well as the first 10, The second 11 and third 12 capacitors, the first terminals of which are connected to the corresponding terminals of the first 8 and second 9 coils, and between the second terminals and the common bus are the first 13, second 14 and third 15 d additionally inductor. In each low-pass filter between the input and output of the filter is included an additional capacitor 16, due to which an additional damping pole appears on the frequency response of the filter.

Дополнительные катушки индуктивности 13, 14 и 15 имеют малую величину индуктивности и могут быть выполнены в виде отрезков шины необходимой длины и формы, например, П-образной.Additional inductors 13, 14 and 15 have a small inductance and can be made in the form of segments of the tire of the required length and shape, for example, U-shaped.

Фильтр гармоник представляет собой набор из N ФНЧ, каждый из которых содержит всего две катушки индуктивности, намотанные на одном сердечнике. При этом на АЧХ ФНЧ в полосе задерживания имеется несколько полюсов затухания, частота первого из которых зависит от величины взаимоиндуктивности М, то есть от величины коэффициента связи [4] между первой 8 и второй 9 катушками индуктивности и определяется расстоянием между катушками индуктивности и материалом сердечника. Первый полюс затухания на АЧХ ФНЧ возникает благодаря тому, что индуктивно связанные катушки индуктивности 8 и 9 имеют взаимно противоположное направление намотки, что и обеспечивает встречное направление их магнитных потоков. Частота первого полюса затухания зависит также от величины емкости второго конденсатора 11 и ее можно установить равной частоте третьей гармоники минимальной частоты соответствующего поддиапазона или немного больше. От емкости второго конденсатора 11 зависит также уровень коэффициента стоячей волны (КСВ) на входе фильтра гармоник в полосе рабочих частот соответствующего поддиапазона. Частота второго полюса затухания определяется емкостью дополнительного конденсатора 16, а частота третьего полюса затухания - собственной частотой последовательного контура, состоящего из первого конденсатора 10 и первой дополнительной катушки индуктивности 13, а также собственной частотой такого же последовательного контура, состоящего из третьего конденсатора 12 и третьей дополнительной катушки индуктивности 15. Вторая дополнительная катушка индуктивности 14 в образовании полюса затухания участия не принимает. При помощи этой катушки индуктивности 14 можно подстраивать величину индуктивной связи, то есть частоту первого полюса затухания.The harmonic filter is a set of N LPF, each of which contains only two inductors wound on one core. At the same time, there are several attenuation poles in the frequency response of the low-pass filter in the delay band, the frequency of the first of which depends on the mutual inductance M, that is, the coupling coefficient [4] between the first 8 and second 9 inductors and is determined by the distance between the inductors and the core material. The first decay pole at the frequency response of the low-pass filter occurs because the inductively coupled inductors 8 and 9 have a mutually opposite winding direction, which ensures the opposite direction of their magnetic fluxes. The frequency of the first attenuation pole also depends on the value of the capacitance of the second capacitor 11 and can be set to the third harmonic frequency of the minimum frequency of the corresponding subband or slightly more. From the capacitance of the second capacitor 11 also depends on the level of the standing wave ratio (CWS) at the input of the harmonic filter in the operating frequency band of the corresponding sub-band. The frequency of the second damping pole is determined by the capacity of the additional capacitor 16, and the frequency of the third damping pole is determined by the natural frequency of the series circuit consisting of the first capacitor 10 and the first additional inductor 13, as well as the natural frequency of the same series circuit consisting of the third capacitor 12 and the third additional coils of inductance 15. The second additional inductance 14 does not participate in the formation of the attenuation pole. Using this inductance coil 14, it is possible to adjust the magnitude of the inductive coupling, i.e. the frequency of the first attenuation pole.

Фильтр гармоник радиопередатчика повышенной мощности работает следующим образом.Filter harmonics radio transmitter increased power works as follows.

Выходной сигнал усилителя мощности передатчика вместе с гармоническими составляющими сигнала поступают на входной разъем 1 фильтра гармоник и через входную соединительную шину 6, выполненную в виде согласованной длинной линии, на вход одного из предварительно включенного ФНЧ 3, в полосе рабочих частот которого находится частота основного сигнала, а частоты гармонических составляющих сигнала - за ее пределами. При этом включены соответствующие данному ФНЧ 3 входной 4 и выходной 5 трехконтактные переключатели, то есть их подвижные контакты соединяются с вторыми неподвижными контактами, соединенными с соответствующей соединительной шиной. В результате, с выхода включенного ФНЧ 3 на выходной разъем 2 фильтра гармоник через выходную соединительную шину 7, выполненную в виде согласованной длинной линии, поступает основной сигнал вместе с ослабленными до необходимого уровня гармоническими составляющими сигнала. При этом основной сигнал проходит на выходной разъем 2 фильтра гармоник с минимальными потерями, благодаря улучшенному согласованию и простой структуре ФНЧ.The output signal of the transmitter power amplifier together with the harmonic components of the signal is fed to the input connector 1 of the harmonic filter and through the input connecting bus 6, made in the form of a matched long line, to the input of one of the pre-switched LPF 3, in the operating frequency band of which the frequency of the main signal is and the frequency of the harmonic components of the signal - outside. When this is enabled, the corresponding low-pass filter 3 input 4 and output 5 three-contact switches, that is, their movable contacts are connected to the second fixed contacts connected to the corresponding connecting bus. As a result, from the output of the included low-pass filter 3 to the output connector 2 of the harmonic filter, through the output connecting bus 7, made in the form of a consistent long line, the main signal comes along with the harmonic components of the signal that are attenuated to the required level. In this case, the main signal passes to the output connector 2 of the harmonic filter with minimal losses, due to the improved matching and simple structure of the low-pass filter.

Заявленный фильтр гармоник радиопередатчика повышенной мощности обеспечивает выполнение требований ГОСТ РВ 52226-2004 [5] для РПДУ мощностью более 300 Вт, но при этом имеет простую конструкцию и небольшие габаритные размеры, благодаря тому, что каждый ФНЧ содержит всего две катушки индуктивности, выполненные на одном сердечнике, а также благодаря отсутствию экранирующих перегородок между ФНЧ и внутри фильтров. Заявленный фильтр гармоник в каждом из N частотных поддиапазонов имеет на выходе очень низкий уровень гармонических составляющих сигнала третьего и более высоких порядков по сравнению с исходными ФНЧ Чебышева без индуктивных и емкостных связей, благодаря наличию в каждом ФНЧ трех полюсов затухания, частота которых зависит от величины коэффициента связи между первой и второй катушками индуктивности, от емкости дополнительного конденсатора и от величины индуктивности дополнительных катушек индуктивности в крайних поперечных ветвях каждого ФНЧ. В результате, как показали расчеты АЧХ фильтра гармоник для диапазона рабочих частот от 1,5 до 30 МГц при N=8, получено затухание на частотах гармонических составляющих сигнала третьего и более высоких порядков не менее 54 дБ, что, с учетом уровня гармоник на выходе усилителя мощности, вполне достаточно [5] для РПДУ с мощностью выходного сигнала более 300 Вт. Минимальное затухание на частоте второй гармоники сигнала, равное 7 дБ, полученное на выходе фильтра гармоник, можно считать небольшим вкладом в процесс снижения уровня гармонической составляющей второго порядка выходного сигнала фильтра гармоник в составе передатчика повышенной мощности до необходимых значений при помощи метода частотной инжекции [6]. Достаточно низкий уровень коэффициента стоячей волны (КСВ) на входе фильтра гармоник, не превышающий величины 1,08, получен в полосе рабочих частот каждого поддиапазона, а не во всей полосе пропускания соответствующего ФНЧ. Можно отметить, что такие параметры получены от ФНЧ Чебышева всего лишь пятого порядка (С 05 10 Т - по классификации [8]), который в исходном состоянии обеспечивал минимальное затухание на частоте третьей гармоники, равное 28 дБ, а максимальный КСВ во всей полосе пропускания фильтра, равный 1,22.The claimed filter of harmonics of the high power radio transmitter ensures that the requirements of GOST RV 52226-2004 [5] are met for a RPU with a power of more than 300 W, but at the same time it has a simple structure and small overall dimensions, due to the fact that each LPF contains only two inductors made on one core, as well as due to the absence of shielding walls between the low-pass filter and inside the filters. The claimed harmonic filter in each of the N frequency subbands has a very low level of harmonic components of the third and higher orders as compared to the original Chebyshev LPF without inductive and capacitive couplings, due to the presence of three attenuation poles in each LPF, the frequency of which depends on the coefficient the connection between the first and second inductors, on the capacity of the additional capacitor, and on the inductance value of the additional inductors in the extreme transverse branches everyone LPF. As a result, as shown by calculations of the frequency response of harmonics for the operating frequency range from 1.5 to 30 MHz at N = 8, attenuation is obtained at frequencies of the harmonic components of the third and higher orders of at least 54 dB, which, taking into account the output harmonics level power amplifier, quite enough [5] for RPDU with an output signal power of more than 300 watts. The minimum attenuation at the frequency of the second harmonic signal, equal to 7 dB, obtained at the output of the harmonic filter, can be considered a small contribution to the process of reducing the level of the second-order harmonic component of the output signal of the harmonic filter in the high-power transmitter to the required values using the frequency injection method [6] . A sufficiently low level of the standing wave ratio (CWS) at the input of the harmonic filter, not exceeding 1.08, was obtained in the operating frequency band of each subband, and not in the entire passband of the corresponding low-pass filter. It can be noted that such parameters are obtained from the Chebyshev low-pass filter only of the fifth order (C 05 10 T - according to the classification [8]), which in the initial state provided the minimum attenuation at the third harmonic frequency equal to 28 dB, and the maximum SWR in the entire passband filter equal to 1.22.

Источники информации:Information sources:

1. Ред Э. Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике: Схемы, блоки, 50-омная техника: Пер. с нем. - М.: 1990. - С. 100.1. Red E. Reference manual for high-frequency circuitry: Circuits, blocks, 50-ohm technology: Trans. with him. - M .: 1990. - p. 100.

2. 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. 206, 207.2. Radio transmitting devices: Textbook for universities / V.V. Shahgildyan, V.B. Kozyrev, A.A. Lyakhovkin et al .; Ed. V.V. Shahgildyan - 3rd ed., Pererab. and add. - M .: Radio and communications, 2003. - p. 206, 207.

3. Патент RU 2601200, МПК Н03Н 7/09. Фильтр гармоник коротковолнового передатчика / А.Г. Зиновьев, А.В. Богданов. - Заявлено 27.03.2015; опубликовано 27.10.2016, Бюл. №30.3. Patent RU 2601200, IPC H03H 7/09. Harmonic filter shortwave transmitter / A.G. Zinoviev, A.V. Bogdanov. - Declared 03/27/2015; published 10/27/2016, Bull. №30.

4. Справочник по радиотехнике: Под ред. Б.А. Смиренина. - М., Л.: Госэнергоиздат, 1950. - С. 54, 55.4. Handbook of radio engineering: Ed. B.A. Smirinin - M., L .: Gosenergoizdat, 1950. - p. 54, 55.

5. ГОСТ РВ 52226-2004. Устройства радиопередающие. Требования к основным параметрам внеполосных и побочных радиоизлучений.5. GOST RV 52226-2004. Devices are radio transmitters. Requirements for the main parameters of out-of-band and spurious radio emissions.

6. Кащенко И.Е., Кириченко И.В., Дощанов Е.Х. Подавление гармонической составляющей второго порядка выходного сигнала широкополосного усилителя мощности с помощью частотной инжекции // Техника радиосвязи. 2016. Вып. 2 (29). С. 27-33.6. Kashchenko I.E., Kirichenko I.V., Doschanov E.Kh. Suppression of the harmonic component of the second order of the output signal of a wideband power amplifier using frequency injection // Radio communication technology. 2016. Vol. 2 (29). Pp. 27-33.

7. ГОСТ 22579-86. Радиостанции с однополосной модуляцией сухопутной подвижной службы. Типы, основные параметры, технические требования и методы измерений.7. GOST 22579-86. Radio stations with single-band modulation of the land mobile service. Types, basic parameters, technical requirements and measurement methods.

8. Зааль Р. Справочник по расчету фильтров: Пер. с нем. - М.: Радио и связь, 1983. - с. 185.8. Saal R. Guide to calculating filters: Trans. with him. - M .: Radio and communication, 1983. - p. 185.

Claims (1)

Фильтр гармоник радиопередатчика повышенной мощности, частотный диапазон которого разделен на N поддиапазонов, содержащий входной и выходной разъемы и N фильтров нижних частот, переключаемых по входу и выходу при помощи входных и выходных трехконтактных переключателей, при этом у каждого входного трехконтактного переключателя подвижный контакт соединен с входом соответствующего фильтра нижних частот и одновременно с первым неподвижным контактом, соединенным с общей шиной, а второй неподвижный контакт соединен с входной соединительной шиной, а у каждого выходного трехконтактного переключателя подвижный контакт соединен с выходом соответствующего фильтра нижних частот и одновременно с первым неподвижным контактом, соединенным с общей шиной, а второй неподвижный контакт соединен с выходной соединительной шиной, причем входная и выходная соединительные шины выполнены в виде длинных линий с волновым сопротивлением, равным номинальному волновому сопротивлению фильтров нижних частот, при этом вход входной длинной линии соединен с входным разъемом и одновременно с вторым неподвижным контактом входного переключателя фильтра нижних частот первого поддиапазона, а вход выходной длинной линии соединен с выходным разъемом и одновременно с вторым неподвижным контактом выходного переключателя фильтра нижних частот первого поддиапазона, при этом каждый фильтр нижних частот содержит первую и вторую катушки индуктивности, соединенные последовательно, связанные между собой индуктивной связью и размещенные на одном сердечнике, преимущественно тороидальной формы, причем магнитные потоки индуктивно связанных катушек индуктивности направлены навстречу друг другу, а также первый, второй и третий конденсаторы, первые выводы которых подключены к выводам первой и второй катушек индуктивности, отличающийся тем, что в каждый фильтр нижних частот введены дополнительный конденсатор, подключенный между входом и выходом фильтра нижних частот, и дополнительные первая, вторая и третья катушки индуктивности, включенные между вторыми выводами соответствующих первого, второго и третьего конденсаторов и общей шиной.The harmonic filter of the high power radio transmitter, whose frequency range is divided into N sub-bands, contains input and output connectors and N low-pass filters switched by input and output using input and output three-contact switches, with each input three-contact switch a movable contact connected to the input the corresponding low-pass filter and simultaneously with the first fixed contact connected to the common bus, and the second fixed contact connected to the input connecting At each output three-pole switch, the movable contact is connected to the output of the corresponding low-pass filter and simultaneously with the first fixed contact connected to the common bus, and the second fixed contact is connected to the output connecting bus, the input and output connecting buses are made in the form of long lines with an impedance equal to the nominal impedance of the low-pass filters, the input of the input long line is connected to the input connector and simultaneously with V eye fixed contact input switch low pass filter of the first sub-band, and the input of the output long line is connected to the output connector and simultaneously with the second fixed contact of the output switch low pass filter of the first sub-band, each low pass filter contains the first and second inductors connected in series, interconnected by inductive coupling and placed on the same core, mainly toroidal, with magnetic fluxes being inductively coupled The inductors are directed towards each other, as well as the first, second and third capacitors, the first terminals of which are connected to the terminals of the first and second inductors, characterized in that an additional capacitor connected between the input and output of the low-pass filter is inserted into each low-pass filter. , and additional first, second and third inductors connected between the second terminals of the respective first, second and third capacitors and the common bus.
RU2018135353A 2018-10-05 2018-10-05 High-power radio transmitter harmonics filter RU2693650C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018135353A RU2693650C1 (en) 2018-10-05 2018-10-05 High-power radio transmitter harmonics filter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018135353A RU2693650C1 (en) 2018-10-05 2018-10-05 High-power radio transmitter harmonics filter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2693650C1 true RU2693650C1 (en) 2019-07-03

Family

ID=67252258

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018135353A RU2693650C1 (en) 2018-10-05 2018-10-05 High-power radio transmitter harmonics filter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2693650C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6400237B1 (en) * 1998-11-26 2002-06-04 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Phase compensation circuit, frequency converter device and active phased array antenna
US6587019B2 (en) * 2001-04-11 2003-07-01 Eni Technology, Inc. Dual directional harmonics dissipation system
US7183880B2 (en) * 2003-07-18 2007-02-27 Rfstream Corporation Discrete inductor bank and LC filter
RU2601200C2 (en) * 2015-03-27 2016-10-27 Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") Harmonic filter for short-wave transmitter

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6400237B1 (en) * 1998-11-26 2002-06-04 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Phase compensation circuit, frequency converter device and active phased array antenna
US6587019B2 (en) * 2001-04-11 2003-07-01 Eni Technology, Inc. Dual directional harmonics dissipation system
US7183880B2 (en) * 2003-07-18 2007-02-27 Rfstream Corporation Discrete inductor bank and LC filter
RU2601200C2 (en) * 2015-03-27 2016-10-27 Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") Harmonic filter for short-wave transmitter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2270416A (en) Electrical wave system
RU2453985C1 (en) Highly selective band-pass tuneable lc filter
RU2431920C1 (en) Frequency selective device
US9870855B2 (en) Multiplexers using weakly-coupled networks in RF front end circuitry
RU2601200C2 (en) Harmonic filter for short-wave transmitter
RU2538299C2 (en) Harmonic filter of short-wave transmitter
RU2693650C1 (en) High-power radio transmitter harmonics filter
RU2713867C1 (en) Portable radio transmitter harmonics filter
US10135134B2 (en) Antenna system for receiving and transmitting wireless signals
CN201937556U (en) High-power very high frequency (VHF) frequency hopping filter with high selectivity
Sibanda et al. Passive, transformerless coupling circuitry for narrow-band power-line communications
CN217985016U (en) Novel narrow-band electrically tunable filter
KR20130003847A (en) Filter using parallel connected crlhs
RU2695485C1 (en) Tunable filter of harmonics of a radio transmitter
RU2685979C1 (en) Short-wave transmitter harmonic filter
RU2527745C1 (en) Frequency-selective device
RU2683625C1 (en) Short-wave transmitter harmonic filter
CN105322907A (en) A duplexing filter circuit and an implementation method
CN220915264U (en) Radio frequency signal multimode isolator
WO2016202370A1 (en) A radio frequency transformer for transforming an input radio frequency signal into an output radio frequency signal
RU168664U1 (en) BANDFILTER LC FILTER SUPPRESSED WITH FOCUSED INTERFERENCE IN THE FREQUENCY WORKBAND
RU2628891C2 (en) Short wave transmitter harmonic filter
TW201531042A (en) Wireless transceiver device with frequency band matching adjusting function and adjusting method thereof
RU2685978C1 (en) Radio transmitter adjustable harmonic filter
CN219577065U (en) Frequency band switching circuit and electronic equipment