CN101826851A

CN101826851A - 具有多波段选择功能的跳频滤波器

Info

Publication number: CN101826851A
Application number: CN 201010142821
Authority: CN
Inventors: 屈绳勇
Original assignee: Guangzhou Shengda Electronic Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Shengda Electronic Co Ltd
Priority date: 2010-04-02
Filing date: 2010-04-02
Publication date: 2010-09-08

Abstract

本发明公开了一种具有多波段选择功能的跳频滤波器，包括在导热外壳内依次连接的输入波段选择射频开关、分段滤波器、输出波段选择射频开关，以及控制它们工作的逻辑控制电路；所述分段滤波器包括至少两个不同波段的腔体滤波器，可根据输入的不同频率波段信号选择不同的所述腔体滤波器进行信号处理。产品体积小、集成度高，具有优良的滤波效果，而且散热快，能保持长时间的工作稳定度。

Description

具有多波段选择功能的跳频滤波器

技术领域

本发明涉及电子通信领域，尤其涉及一种可处理大频率范围信号的跳频滤波器。

背景技术

跳频电台作为新一代的通信对抗设备，具有很强的抗干扰、抗截获能力，使其在电磁干扰日趋严重的现代化电子对抗中显示出了巨大的优越性。跳频电台最关键的部件就是跳频滤波器，其性能好坏直接左右着跳频通信的发展。跳频滤波器一般安装在发射机天线之前或接收机天线之后。用于有效滤除无用的发射杂波频率，并防止其它发射机的无线干扰信号进入本地发射机，跳频滤波器属于带通滤波器。目前的跳频滤波器设计不足之处在于插入损耗大，灵敏度低，接收处理信号的波段比较窄，元件散热差导致工作寿命短，特别对于不同波段的信号，只采用一个结构的滤波器处理，会出现插入损耗大，灵敏度低，散热不均的问题。当产品的功率越大，元件发热量越大时，就需要电子元件采用特殊设计来散热；现有的跳频滤波器产品体积大，处理信号的波段单一，制造成本较高，可靠性差。

发明内容

本发明实施例提供了一种具有多波段选择功能的跳频滤波器，对宽频带信号具有优良的滤波效果，集成度高，性能稳定。

本发明实施例提供了一种具有多波段选择功能的跳频滤波器，包括在导热外壳内依次连接的输入波段选择射频开关、分段滤波器、输出波段选择射频开关，以及与所述输入波段选择射频开关、分段滤波器、输出波段选择射频开关连接，并控制所述跳频滤波器工作的逻辑控制电路；所述分段滤波器包括至少两个不同波段的腔体滤波器，可根据输入的不同频率波段信号选择不同的所述腔体滤波器进行信号处理。

进一步，所述分段滤波器包括三个波段的腔体滤波器：其中第一波段的腔体滤波器处理频率为30Mhz～90Mhz的信号，采用螺旋腔体结构；第二波段的腔体滤波器处理频率为90Mhz～225Mhz的信号，采用四分之一波长腔体结构；第三波段的腔体滤波器处理频率为225Mhz～512Mhz的信号，采用四分之一波长腔体结构。所述第一波段的腔体滤波器采用螺旋腔体谐振器；所述第二和第三波段的腔体滤波器都采用四分之一波长腔体谐振器。

不同波段的所述腔体滤波器分别包括导热腔体、模拟电路单元、数字控制电路板；所述模拟电路单元包括至少两个谐振模块、一个开关二极管阵列电路、一个高压驱动器，多个所述谐振模块之间通过耦合器连接，多个所述谐振模块分别通过所述开关二极管阵列电路、高压驱动器与所述数字控制电路板连接。

作为一种实施方式，所述模拟电路单元包括两个谐振模块，每个所述谐振模块由谐振器和阻抗匹配器连接组成；两个所述谐振模块的谐振器之间通过耦合器连接，两个所述谐振模块的谐振器分别依次通过所述开关二极管阵列电路、高压驱动器与数字控制电路板连接；信号从一个所述谐振模块的阻抗匹配器端输入，从另一个所述谐振模块的阻抗匹配器端输出。

进一步，所述开关二极管阵列电路与所述高压驱动器之间还匹配连接有用来调谐的扼流圈。

进一步，所述导热外壳和导热腔体都为金属导热壳体，所述模拟电路单元和数字控制电路板分别设置在不同的导热腔体中。

进一步，为增加散热效果，所述开关二极管阵列电路中的开关二极管紧贴或焊接在所述导热腔体内侧、或与所述导热外壳相连的导热板上。

更进一步，所述开关二极管阵列电路中的开关二极管采用耐压高、内阻小的开关二极管；所述高压驱动器根据滤波需求采用耐压耐流参数和跳频速度参数相匹配的CMOS三极管。

采用本发明具有多波段选择功能的跳频滤波器，通过采用新的模块化电路结构设计，对于不同频率波段的信号分为多路，采用结构不同的腔体滤波器处理，这既减小了插入损耗，提高了灵敏度，又防止了内部电子元件之间电磁干扰。

对不同波段信号可自动进行射频开关控制，分波段接入对应的腔体滤波器处理，这样对宽频带信号具有优良的滤波效果。将三段频率信号滤波器合成在一台具有多波段选择功能的跳频滤波器，产品集成度高，减少成本，性能稳定。

在大功率工作环境下，将发热量大的开关二极管紧贴或焊接在所述导热壳体内侧、或与导热外壳相连的导热板上。这样能进一步加大了散热速度。

附图说明

图1是本发明实施例提供的具有多波段选择功能的跳频滤波器的结构示意方框图；

图2是本发明实施例提供的具有多波段选择功能的跳频滤波器外观示意图；

图3是本发明实施例一提供的跳频滤波器中的腔体滤波器结构示意方框图；

图4是本发明实施例一提供的跳频滤波器中的腔体滤波器等效电路图；

图5是本发明实施例二提供的跳频滤波器中的腔体滤波器结构示意方框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

如图1所示，本发明提供了一种具有多波段选择功能的跳频滤波器，包括在导热外壳内依次连接的输入波段选择射频开关100、分段滤波器200、输出波段选择射频开关300，以及与所述输入波段选择射频开关、分段滤波器、输出波段选择射频开关连接，并控制它们工作的逻辑控制电路400；所述分段滤波器包括至少两个不同波段的腔体滤波器，可根据输入的不同频率波段信号选择不同的所述腔体滤波器进行信号处理。

作为实施例一，所述分段滤波器包括三个波段的腔体滤波器：其中第一波段的腔体滤波器处理频率为30Mhz～90Mhz的信号，采用螺旋腔体结构；第二波段的腔体滤波器处理频率为90Mhz～225Mhz的信号，采用四分之一波长腔体结构；第三波段的腔体滤波器处理频率为225Mhz～512Mhz的信号，采用四分之一波长腔体结构。每个分段滤波器200通过数字逻辑控制电路400产生控制信号，控制PIN二极管与电容阵列的正、反向偏置，实现分波段信号处理和调节。

所述第一波段的腔体滤波器采用螺旋腔体谐振器；所述第二和第三波段的腔体滤波器都采用四分之一波长腔体谐振器。

图2是本发明具有多波段选择功能的跳频滤波器的外观示意图，图中的跳频滤波器分为三个腔室模块，即三个腔体滤波器，分别处理三个波段的频率信号。所述跳频滤波器还有一个总控制腔室模块具有多个接口，其中有一个总的输入端口RFIN和一个总的输出端口RFOUT。

如图3所示，不同波段的所述腔体滤波器分别包括导热腔体、模拟电路单元、数字控制电路板。在各个独立腔体滤波器的导热腔体中设置有所述模拟电路单元、数字控制电路板40，所述模拟电路单元包括至少两个谐振模块10、一个开关二极管阵列电路20、一个高压驱动器30，多个所述谐振模块之间通过耦合器50连接，多个所述谐振模块分别通过所述开关二极管阵列电路、高压驱动器与所述数字控制电路板连接。

比如对于四分之一波长腔体谐振器，其中的所述模拟电路单元包括两个谐振模块10，即双调谐回路，每个所述谐振模块10由谐振器12和阻抗匹配器11连接组成；两个所述谐振模块的谐振器之间通过耦合器50连接，两个所述谐振模块的谐振器12分别依次通过所述开关二极管阵列电路20、高压驱动器30与数字控制电路板40连接；信号从一个所述谐振模块的阻抗匹配器端输入，从另一个所述谐振模块的阻抗匹配器端输出。

如图4所示，为图3的腔体滤波器等效电路图，两个对称的电阻1为阻抗匹配器。电子开关2相当于开关二极管，接收数字控制电路板的控制信号，控制各个谐振支路的跳频滤波。导线或电阻3为耦合器，连接两个对称谐振模块的谐振器。

作为图3的一种改进后的实施方式，如图5所示，在所述腔体滤波器中，所述开关二极管阵列电路与所述高压驱动器之间还匹配连接有用来调谐的扼流圈60。

为提高散热效果，上述实施例中所述导热外壳和导热腔体都为金属导热壳体，所述开关二极管阵列电路中的开关二极管紧贴或焊接在所述导热腔体内侧、或与所述导热外壳相连的导热板上。所述模拟电路单元和数字控制电路板分别设置在不同的导热腔体中。这既防止了内部电子元件之间电磁干扰，又加快散热。

所述开关二极管阵列电路中的开关二极管采用耐压高、内阻小的开关二极管；所述高压驱动器根据滤波需求采用耐压耐流参数和跳频速度参数相匹配的CMOS三极管。比如开关二极管的个数为10个，分为5个一组与所述其中一个谐振器通过导热板连接。所述高压驱动器根据滤波需求采用耐压耐流参数和跳频速度参数相匹配的CMOS三极管，综合考虑选用电流电压大和跳频速度高的CMOS三极管。所述多波段选择功能的跳频滤波器的3DB相对带宽保持在信号总频率的10％左右，插入损耗低，中心频率±10％带外衰减大于11DB。

需要说明的是，上述具有多波段选择功能的跳频滤波器还可包括二个波段的腔体滤波器，或者是四个波段的腔体滤波器，根据使用和设计需要来制造，但其内部结构和工作原理都属于本发明已公开技术方案的保护范围之内。所述模拟电路单元还可包括多个谐振模块，多个所述谐振模块之间通过耦合器连接，多个所述谐振模块分别通过所述开关二极管阵列电路、高压驱动器与数字控制电路板连接，其工作原理与只包含二个谐振模块的跳频滤波器一样，这里不再重复说明。

以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种具有多波段选择功能的跳频滤波器，其特征在于，包括在导热外壳内依次连接的输入波段选择射频开关、分段滤波器、输出波段选择射频开关，以及控制所述跳频滤波器工作的逻辑控制电路；所述分段滤波器包括至少两个不同波段的腔体滤波器，可根据输入的不同频率波段信号选择不同的所述腔体滤波器进行信号处理。

2.根据权利要求1所述具有多波段选择功能的跳频滤波器，其特征在于，所述分段滤波器包括三个波段的腔体滤波器：其中第一波段的腔体滤波器处理频率为30Mhz～90Mhz的信号，采用螺旋腔体结构；第二波段的腔体滤波器处理频率为90Mhz～225Mhz的信号，采用四分之一波长腔体结构；第三波段的腔体滤波器处理频率为225Mhz～512Mhz的信号，采用四分之一波长腔体结构。

3.根据权利要求1所述具有多波段选择功能的跳频滤波器，其特征在于，不同波段的所述腔体滤波器分别包括导热腔体、模拟电路单元、数字控制电路板；所述模拟电路单元包括至少两个谐振模块、一个开关二极管阵列电路、一个高压驱动器，多个所述谐振模块之间通过耦合器连接，多个所述谐振模块分别通过所述开关二极管阵列电路、高压驱动器与所述数字控制电路板连接。

4.根据权利要求3所述具有多波段选择功能的跳频滤波器，其特征在于，所述模拟电路单元包括两个谐振模块，每个所述谐振模块由谐振器和阻抗匹配器连接组成；两个所述谐振模块的谐振器之间通过耦合器连接，两个所述谐振模块的谐振器分别依次通过所述开关二极管阵列电路、高压驱动器与数字控制电路板连接；信号从一个所述谐振模块的阻抗匹配器端输入，从另一个所述谐振模块的阻抗匹配器端输出。

5.根据权利要求2或4所述具有多波段选择功能的跳频滤波器，其特征在于，所述第一波段的腔体滤波器采用螺旋腔体谐振器；所述第二和第三波段的腔体滤波器都采用四分之一波长腔体谐振器。

6.根据权利要求3或4所述具有多波段选择功能的跳频滤波器，其特征在于，所述开关二极管阵列电路与所述高压驱动器之间还匹配连接有用来调谐的扼流圈。

7.根据权利要求3所述具有多波段选择功能的跳频滤波器，其特征在于，所述导热外壳和导热腔体都为金属导热壳体，所述模拟电路单元和数字控制电路板分别设置在不同的导热腔体中。

8.根据权利要求3或4所述具有多波段选择功能的跳频滤波器，其特征在于，所述开关二极管阵列电路中的开关二极管紧贴或焊接在所述导热腔体内侧、或与所述导热外壳相连的导热板上。

9.根据权利要求3或4所述具有多波段选择功能的跳频滤波器，其特征在于，所述开关二极管阵列电路中的开关二极管采用耐压高、内阻小的开关二极管；所述高压驱动器根据滤波需求采用耐压耐流参数和跳频速度参数相匹配的CMOS三极管。