您好,欢迎来到维库 登录 | 免费注册

电调滤波器
阅读:546时间:2018-06-12 18:11:21

电调滤波器/数控跳频滤波器是一种新型的射频带通滤波器.是现代数字通信、跳频技术中不可缺少的关键器件,尤其是军用软件无线电通信系统提高抗干扰能力的优选器件。

主要作用

  整机使用电调滤波器/数控跳频滤波器后,整机的动态范围,接收机灵敏度,发射机的作用距离都会得到极大的提高。偏离f0的干扰信号被窄带带通滤波器滤除,提高了整机抗干扰能力,滤波器电调或数控跳频速度越快,抗干扰能力越优越。

性能参数

  高Q变容管,高Q电感,快速调谐、调谐电压1-15V(DC),无需其它电源。
  输入电平≤+10dBm;
  调谐速度≤60uS;
  典型2~3倍频程移动范围,分段覆盖30~1000MHz;
  3dB相对带宽5~10%;
  矩形系数≤7;
  中心插损2~7 dB;
  最大驻波比≤2;
  各段插损起伏≤2 dB;
  双调谐切比雪夫类型响应满足军用工作环境要求:-55℃~+85℃。
  最大输入功率:30dBm;
  工作温度范围:-55℃~+85℃;
  储存温度范围:-65℃~+125℃。

自动校频技术

  传统的电调滤波器一般采用步进电机带动滤波器调谐杆,通过调谐杆的长度变化来实现频率变化,步进电机的驱动脉冲数与滤波器的频率一一对应,即可实现电调滤波器的频率调谐功能。由于电调滤波器是一种机械传动结构,随着腔体、传动、回零、调谐杆以及温度等的变化,脉冲数与频率对应关系变差,导致通信装备使用故障甚至瘫痪。从电调滤波器的工作原理出发,提出了一套电调滤波器自动校频程序,在通信设备中运行该专用程序,即可实现电调滤波器的频率校准与记忆,从而彻底解决电调滤波器的频率偏移问题。
  电调滤波器组成
  以微波腔体电调滤波器为例,电调滤波器由腔体滤波器、步进电机、驱动电路和传动装置等部分组成。
  电调滤波器调谐原理
  根据工作频段、功率容量以及电调滤波器的实现难易程度,腔体选择λ/4同轴腔结构,工作频率随着内导体长度的增加,频率由高到低逐渐变化。
  内导体的长度与频率成单调一一对应关系,通过改变内导体的长度就可以改变滤波器工作频率。
  电调滤波器自动校频
  为了能够在更高频率上正常使用电调滤波器,提出了一套自动校频方法,该方法不再依赖脉冲数与频率的对应表格,而是通过现场测试电调滤波器的通带特性,将实时测试的通带特性与实时脉冲数一一对应,通过分析脉冲数在通带内的分布情况,实时驱动步进电机到达滤波器的通带范围,实现电调滤波器的自动校频。
  1、在TDD设备中的自动校频技术:
  TDD设备采用时分双工方式,射频前端采用电调滤波器,当需要进行自动校频时,设备监控执行自动校频。
  预置发频率到指定频率,判断频率是否改变,若改变,则将发信机改为该频率单载波波形,功率放大器置于最小输出电平,设备设为射频自环状态,天线口接匹配负载,实时检测接收电平,确定预设电平门限L(典型值)。
  如果是首次开机,则驱动步进电机向归零方向调谐,在此过程中,如果出现超过预设电平门限L值,则从该时刻开始计数脉冲数,直至再次出现电平门限L,停止计数。将计数N除以2,反方向驱动电机N/2脉冲,滤波器调谐完成;如果只出现一次电平门限L值,则从归零点反方向连续发送脉冲信号,出现2次L电平,按照以上算法对准。
  如果监控记忆有上次频率值,则计算频率差Δ(新频率-旧频率),当Δ为负,则向归零方向驱动电机;当Δ为正,则向相反方向驱动电机,在此过程中,如果出现超过预设电平门限L值,则从该时刻开始计数脉冲数,直至再次出现电平门限,停止计数。将计数N除以2,反方向驱动电机走N/2脉冲,滤波器改频完成。
  而后,监控按照逆向操作,回复改频前各个单元的状态,自动校频完成。
  2、在FDD设备中的自动校频技术:
  FDD设备采用时分双工方式,有收发电调滤波器构成双工器,需要分别进行收发电调滤波器的自动校频才能够完成设备频率改变。
  与TDD设备相比,发电调滤波器自动对准时的流程基本相似;而收滤波器则需要借助发信机信号作为源,对收滤波器进行自动频率对准,由于收发频率不同,需要采用FDD射频自环的移频模块来实现设备监控执行自动校频程序,其他原理则相同。

相关产品

  介绍一种利用变容二极管设计的电调滤波器。该电调滤波器是利用变容二极管的特性来设计的,是一种小型带通滤波器,具有低插损、高选择性、体积小的特点。以一个30Mhz~90Mhz的电调滤波器为例,详细介绍了此类滤波器的设计方法。经此方案设计的电调滤波器可以达到令人满意的指标要求,滤波效果好,具有非常良好的实用价值。
  原理介绍
  要利用变容二极管来设计电调滤波器,变容二极管又称为可变电抗二极管,是一种利用PN结反向偏置的势垒电容构成的可控电容的二极管,在高频调谐等电路中通常被当作可变电容器使用。当外加的反偏电压减小时,变容二极管的容值会增加,当外加的反偏电压增大时,变容二极管的容值会减小。当变容二极管串联或并联一个电容,可以调整其电容变化的斜率,使之能更适合实际应用。
  电调滤波器实际就是利用变容二极管的上述特性,使输入电压增加或减小,改变二极管的容值大小,从而实现频率的改变,达到改变电压就实现调谐频率的目的。
  设计实例
  介绍一种30Mhz~90Mhz的电调滤波器的设计实例。该滤波器设计指标如下:
  (1)调谐频率:30Mhz~90Mhz;
  (2)通带插损:≤3dB;
  (3)-3dB带宽:3.3Mhz~9.9Mhz;
  (4)矩形系数:≤7:1;
  (5)最大驻波比:2:1;
  (6)远端抑制(2fo):≥50dB;
  (7)调谐电压:0V—15V;
  (8)尺寸结构:15mm×12mm×7mm。
  在设计过程中,选择合适的变容二极管。在调谐电压0V~15V要求下,选择的变容二极管要工作在30Mhz~90Mhz。选择了PHILIPS公司的变容二极管BB153来实现。BB153的耐压最高可达32V,斜率为15,当它工作频率在1Mhz时,工作电压为1V时的容值在39pF,工作电压为10V时的容值在7.5pF。另外,该电调滤波器的接入电阻选择阻值为10kΩ的,接地电容需要考虑滤波器的频率,选择0.01nF,耦合电感选择高Q值的电感来实现。通常为了达到更高的调谐速度,可以将接入电阻减小来实现。
  元器件的选择会影响滤波器的性能指标,会引起通带插损的变差,阻带插损也会变差。所以在元器件的选择上都选取了高Q值的变容二极管和电感线圈。
  在实际加电测试中,需要根据滤波器的性能指标调节耦合电感的大小,使其工作在合适的频率范围内。若在测试中频率范围有所不同,可在固定低端频率和电压的情况下,调节高端频率时适当给变容二极管增加1pF~2pF的电容。
  另外,该滤波器的尺寸较小,在绘制印制板时要紧凑合理,要充分考虑到各个元器件之间的距离。

维库电子通,电子知识,一查百通!

已收录词条13646