专利名称：多路信道化滤波器组的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信领域中所通常采用的一种跳频电子对抗技术，特别是一种多路信道化滤波器组。
背景技术：
当今无线领域中的诸多电子对抗技术中，跳频电子对抗技术被广泛应用于通信设备射频前置端电子对抗跳频信道。一般信道化滤波器组件采用开关二级管、电感、电容、电阻、滤波器等构成网络，所述网络中设置多路并联连接的信道，从而实现信道化跳频切换功能。这种网络由于引入电抗成分，使得滤波器的输入输出阻抗与电路阻抗难以与电路匹配，这就造成了信道滤波器带内波动变大、信道隔离度、带外抑制降低等诸多问题。特别是当信道数目增多时，电路更加复杂，性能将变得更差。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种电路结构简单，且带外抑制度大、带内波动小、信道频带变化范围大，信道数目多、体积小、重量轻、跳频切换快的多路信道化滤波器组。
为了解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是一种多路信道化滤波器组，由外壳和设置于外壳内的控制电路构成，其特征在于其控制电路包括数控开关控制网络，所述数控开关控制网络的信号输入端输入宽频带信号，其信号输出端输出跳频信号，所述数控开关控制网络中并联设置有多路信道，且各个信道中均串联一个信道滤波器，用于对输入信道内的宽频带信号进行选频滤波；所述信道控制电路用于输出信道切换控制信号至数控开关控制网络，从而通过数控开关的切换实现输入的宽频带信号的跳频切换。
所述数控开关控制网络中的数控开关可以采用数控模拟开关。
所述信道滤波器可以采用声表面波滤波器。
所述各路信道均可以由1个输入数控模拟开关、1个声表面波滤波器和1个输出数控模拟开关构成，其中，输入数控模拟开关的信号输入端为本路信道的信号输入端，它的一个信号输出端连接声表面波滤波器的信号输入端，而声表面波滤波器的信号输出端则连接输出数控模拟开关的信号输入端，所述输出数控模拟开关的信号输出端为本路信道的信号输出端。
所述信道可以分成若干组，所述数控开关控制网络中对应于各组之间设置有多级输入/输出控制数控模拟开关，从而选通其中一组信道的信号输入和输出，其中，最高级的输入控制数控模拟开关的信号输入端输入宽频带信号，最高级的输出控制数控模拟开关的信号输出端输出跳频信号，其余各级中，下一级的输入控制数控模拟开关的信号输入端分别连接与之对应的上一级输入控制数控模拟开关的信号输出端，下一级的输出控制数控模拟开关的信号输出端分别连接与之对应的上一级的输出控制数控模拟开关的信号输入端。
所述信道可以设置为32路，分为前16路和后16路两组，且这两组被设置于两块电路板上，所述数控开关控制网络中对应设置的最高级的输入/输出控制数控模拟开关为十六路输入控制数控模拟开关和十六路输出控制数控模拟开关，分别用于选通这两组中的一组的信号输入和信号输出，则这两组的信号输入端分别连接到十六路输入控制数控模拟开关的两个信号输出端，它们的信号输出端分别连接到十六路输出控制数控模拟开关的两个信号输入端，所述十六路输入控制数控模拟开关的信号输入端输入宽频带信号，所述十六路输出控制数控模拟开关的信号输出端输出跳频信号。
所述两块电路板中的任意一块电路板上的16组信道均可以分为前8路和后8路两组，所述该块电路板上的数控开关控制网络中设置的中级输入/输出控制数控模拟开关为1个八路输入控制数控模拟开关和1个八路输出控制数控模拟开关，分别用于选通本电路板上的前8路信道和后8路信道中的一组的输入和输出，则所述前8路信道和后8路信道的信号输入端分别连接到八路输入控制数控模拟开关的两个信号输出端，它们的信号输出端分别连接到对应的八路输出控制数控模拟开关的两个信号输入端，所述八路输入控制数控模拟开关的信号输入端为该16组信道的信号输入端，所述八路输出控制数控模拟开关的信号输出端为该16组信道的信号输出端。
所述两块电路板中的任意一块电路板上的前8路信道和后8路信道均可以各自分成前4路和后4路两组，该块电路板上的数控开关控制网络中对应设置的低级输入/输出控制数控模拟开关为2个四路输入控制数控模拟开关和2个四路输出控制数控模拟开关，分别用于选通该8路信道的前4路信道和后4路信道中的一组的输入和输出，则所述前4路信道和后4路信道的信号输入端分别连接到与之对应的四路输入控制数控模拟开关的两个信号输出端，它们的信号输出端分别连接到与之对应的四路输出控制数控模拟开关的两个信号输入端，所述四路输入控制数控模拟开关的信号输入端为对应的8路信道的信号输入端，所述四路输出控制数控模拟开关的信号输出端为对应的8路信道的信号输出端。
所述任意一块电路板上的前4路或后4路信道中的4路信道可以为并联连接，它们的信号输入端连接在一起形成该组信道的信号输入端，它们的信号输出端连接在一起形成该组信道的信号输出端，所述数控模拟开关可以采用型号为RSW-2-25P的数控单刀双端模拟开关。
所述信道控制电路可以有两组，分别设置于两块电路板上，且每组均由两片型号分别为HC4514、HC4515的带输入锁存的4-16译码器构成，其中，HC4515和HC4514的输入端均输入4位跳频选择信号(A0～A3)，经过4-16译码转换，从而分别一一对应地输出16位信道切换控制信号(D0～D15)、(Y0～Y15)至该块电路板上的16组输入数控模拟开关和输出数控模拟开关的两个控制端C1、C2，所述十六路输入控制数控模拟开关和十六路输出控制数控模拟开关的控制端均分别输入跳频选择信号A4、N4，所述八路输入控制数控模拟开关和八路输出控制数控模拟开关的控制端均分别输入跳频选择信号A3、N3，所述四路输入控制数控模拟开关和四路输出控制数控模拟开关的控制端均分别输入跳频选择信号A2、N2。
在上述技术方案中，本发明由于采用RSW-2-25P型的高速、高隔离度的数控单刀双端模拟开关作为通道的切换，构成数控开关控制网络，保障了滤波器的电器性能。
而在设计的多路跳频信道上，采用了声表面波滤波器作为信道滤波器。采用声表面波滤波器的原因在于它的优良性能，如单只器件，其性能如下频率相对带宽范围可达工作频率的1％～20％；带外抑制＞50，级联可达80dB以上；带内波动＜1dB；插入损耗＜18dB；矩形系数Δf40/Δf3Db＝1.1～2.5；另外，因为它体积小、重量轻、可靠性高，这就为多路信道化滤波器组设计奠定了基础。
同时，由于电路采用了树状结构设计。当信道数量增加时，可将电路分布参数对信道性能的影响降到最低，易于实现阻抗匹配。
信道控制电路采用了跳频快、电路简单的数字译码电路。
为提高信道间的隔离度和抗干扰能力，电路板分前16路、后16路两块四层印制版。在结构上采用上下两层、分别隔离的积木盒设计。高频信号的输入、输出用半钢性电缆与SMA插座和印制版电路连接，以降低传输损耗和防止高频信号辐射。
由于采用上述技术方案，使本发明所提供的多路信道化滤波器组的主要技术性能如下信道数目32个频率范围250MHz～400MHz；信道带宽24±3MHz；带内波动≤1dB；带外抑制＞40dB；插入损耗＜23dB。
综上所述，本发明相对现有技术，提供了一种与时代同步的全新设计理论，具有带外抑制度大、带内波动小、信道频带变化范围大，信道数目多、体积小、重量轻、跳频切换快且电路结构简单明等特点。
附图1为本发明多路信道化滤波器组的主视图；附图2为本发明多路信道化滤波器组的仰视图；附图3为本发明多路信道化滤波器组的控制电路的数控开关控制网络的原理图；附图4为本发明多路信道化滤波器组一种较佳实施例的电路原理图a；附图5为本发明多路信道化滤波器组一种较佳实施例的电路原理图b；附图6为本发明多路信道化滤波器组一种较佳实施例的电路原理图c；附图7为本发明多路信道化滤波器组一种较佳实施例的电路原理图d；具体实施方式
下面将结合说明书附图及具体实施例对本发明多路信道化滤波器组作进一步详细说明。
参考附图1、2，本发明多路信道化滤波器组由外壳1和设置于外壳1内的控制电路构成。
所述外壳1上设置有宽频带信号的输入端2、跳频信号输出端3和跳频选择信号输入端4。且高频信号的输入端2、输出端3均用半钢性电缆与SMA插座和印制版电路连接，以降低传输损耗和防止高频信号辐射。
所述控制电路包括数控开关控制网络和信道控制电路。
所述信道分成若干组，所述数控开关控制网络中对应于各组之间设置有多级输入/输出控制数控模拟开关，从而选通其中一组信道的信号输入和输出，其中，最高级的输入控制数控模拟开关的信号输入端输入宽频带信号，最高级的输出控制数控模拟开关的信号输出端输出跳频信号，其余各级中，下一级的输入控制数控模拟开关的信号输入端分别连接与之对应的上一级输入控制数控模拟开关的信号输出端，下一级的输出控制数控模拟开关的信号输出端分别连接与之对应的上一级的输出控制数控模拟开关的信号输入端。
所述信道控制电路用于输出信道切换控制信号至数控开关控制网络，从而通过数控开关的切换实现输入的宽频带信号的跳频切换。
所述信道滤波器采用声表面波滤波器。
所述数控开关控制网络中的数控开关采用数控单刀双端模拟开关。
附图3所示为本发明的一种较佳实施例的控制电路的前16路信道的数控开关控制网络的原理图。
由图可知，所述信道设置有32路，其中每路信道均由有1个输入数控模拟开关8、1个输出数控模拟开关10和1个声表面波滤波器9连接而成，且其中输入数控模拟开关8的信号输出端连接声表面波滤波器9的信号输入端，而声表面波滤波器9的信号输出端则连接输出数控模拟开关10的信号输入端。
所述数控开关控制网络中的输入/输出数控模拟开关分为3级，其中，最高级中设置有1个十六路输出控制数控模拟开关5、1个十六路输出数控模拟开关13，中级中设置有2个八路输入数控模拟开关6、2个八路输出数控模拟开关12，低级中设置有4个四路输入数控模拟开关7、4个四路输出数控模拟开关11。从而通过这些数控模拟开关将32路信道分为前16路和后16路两组，进一步又分前8路和后8路共4组，再进一步细分为前4路和后4路共8组。从而本发明的控制电路构成树状结构。电路既简单明了，且当信道数量增加时，可将电路分布参数对信道性能的影响降到最低，易于实现阻抗匹配。
附图4～附图7给出本较佳实施例的详细电路原理图。
其中，数控模拟开关采用国外mini-circuits公司生产的RSW-2-25P的高速、高隔离度的数控单刀双端模拟开关。
所述信道控制电路有两组，分别设置于两块电路板上，且每组均由两片型号分别为HC4514、HC4515的带输入锁存的4-16译码器构成，其中，HC4515和HC4514的输入端均通过跳频选择信号输入端4输入跳频选择信号(A0～A3)和(N2～N4)，经过4-16译码转换，从而分别一一对应地输出16位信道切换控制信号(D0～D15)、(Y0～Y15)至该块电路板上的16组输入数控模拟开关和输出数控模拟开关的两个控制端。
本实施例中，所述32路信道分为前16路和后16路两组，且这两组被设置于两块电路板上。图4、图5为一块电路板上电路原理图，图6、图7为另一块电路板上电路原理图。
所述十六路输入控制数控模拟开关RSW39和十六路输出控制数控模拟开关RSW40设置于第二块电路板上(见图7)，分别用于选通前16路和后16路两组信道中的一组的输入和输出。
所述两块电路板中的任意一块电路板上的16组信道均分为前8路和后8路两组，所述该块电路板上的数控开关控制网络中设置有1个八路输入控制数控模拟开关(即图5上的RSW37或图7上的RSW37)和1个八路输出控制数控模拟开关(即图5上的RSW38或图7上的RSW38)，分别用于选通该块电路板上的前8路信道和后8路信道中的一组的输入和输出。
所述两块电路板中的任意一块电路板上的前8路信道和后8路信道均各自分成前4路和后4路两组，该块电路板上的数控开关控制网络中对应设置有2个四路输入控制数控模拟开关(即图4上的RSW33和图5上的RSW34，或图6上的RSW33和图7上的RSW34)和2个四路输出控制数控模拟开关(即图4上的RSW35和图5上的RSW36，或图6上的RSW35和图7上的RSW36)，分别用于选通与之对应的8路信道的前4路信道和后4路信道中的一组的输入和输出。
由于本发明的电路采用树状对称结构，因此下面将结合其中一组的连接关系详细描述其工作原理。
参考附图7，所述十六路输入控制数控模拟开关RSW39的信号输入端IN通过宽频带信号输入端2输入宽频带信号，其信号输出端OUT1通过滤波电容C112连接本块电路板上的八路输入控制数控模拟开关RSW37的信号输入端IN，其信号输出端OUT2通过滤波电容C78连接第一块电路板上的八路输入控制数控模拟开关RSW37的信号输入端IN(见图5)，其控制端C1、C2分别输入跳频选择信号A4、N4，从而控制它的两个信号输出端的选通。如选通OUT1，则宽频带信号输入到该块电路板上的八路输入控制数控模拟开关RSW37的信号输入端IN。而此RSW37的信号输出端OUT1通过滤波电容C113连接本块电路板上的一个四路输入控制数控模拟开关RSW33的输入端IN(见图6)，其信号输出端OUT2通过滤波电容C1连接本块电路板上的另一个四路输入控制数控模拟开关RSW34的输入端IN，其控制端C1、C2分别输入跳频选择信号A3、N3，从而控制使宽频带信号输出到其中一个四路输入控制数控模拟开关上。如果OUT1被选通，则，宽频带信号接入本块电路板上的RSW33的IN脚。由于RSW33的两个输出端OUT1、OUT2分别连接前4组信道和后4组信道的输入端，因此，在跳频选择信号A2、N2的控制下，选通前4组和后4组中的一组。
如果宽频带信号被输入前4组信道，见图6，则由于这4组信道的控制端C1分别连接信道控制电路输出的信道切换控制信号Y0～Y3，它们的另一个控制端C2分别连接信道控制电路输出的信道切换控制信号D0～D3。同时，每组信道的连接关系为输入数控模拟开关的OUT1端连接RSW33的OUT1端，它的OUT2端通过电容接地，它的IN端接入声表面波滤波器的VIN端，而声表面波滤波器的OUT端连接输出数控模拟开关的IN端，输出数控模拟开关的OUT1端连接四路输出控制数控模拟开关RSW35的OUT2端，其OUT2端通过电容接地。因此可以通过信道控制电路使这4组信道中只有一组信道的输入数控模拟开关和输出数控模拟开关同时选通，从而实现宽频带信号的跳频滤波，并输出跳频信号至四路输出控制数控模拟开关RSW35。
所述四路输出控制数控模拟开关RSW35的C2端接信号A2，C1端接信号N2，OUT1端接后4组信道的信号输出端，IN端接八路输出控制数控模拟开关RSW38的OUT2端；而RSW38的C2端接信号A3，C1端接信号N3，OUT1端接RSW36的IN端，其IN端接十六路输出控制数控模拟开关RSW40的OUT1端；而十六路输出控制数控模拟开关RSW40的C2端接N4，C1端接A4，OUT2端接第一块电路板上的八路输出控制数控模拟开关RSW35的IN端(见图6)，其IN端则作为信号输出端通过跳频信号输出端3输出跳频信号。
由以上连接关系可以看出，由于用于输出控制的数控模拟开关的连接结构与用于输入控制的数控模拟开关的连接结构呈方向对称关系，因此，在一路用于输入控制的数控模拟开关选通输出的时候，与之对应的一路用于输出控制的数控模拟开关也选通输出，从而实现了输入的宽频带信号在信道控制电路的控制下，在32个信道内进行快速的跳频滤波。
另外所述信道的数目还可以根据本发明所提供的设计思路进行调整，从而获得8路、16路或64路等多路信道。
权利要求
1.一种多路信道化滤波器组，由外壳和设置于外壳内的控制电路构成，其特征在于其控制电路包括数控开关控制网络和信道控制电路，所述数控开关控制网络的信号输入端输入宽频带信号，其信号输出端输出跳频信号，所述数控开关控制网络中并联设置有多路信道，且各个信道中均串联一个信道滤波器，用于对输入信道内的宽频带信号进行选频滤波；所述信道控制电路用于输出信道切换控制信号至数控开关控制网络，从而通过数控开关的切换实现输入的宽频带信号的跳频切换。
2.如权利要求1所述多路信道化滤波器组，其特征在于所述数控开关控制网络中的数控开关采用数控模拟开关。
3.如权利要求1或2所述多路信道化滤波器组，其特征在于所述信道滤波器采用声表面波滤波器。
4.如权利要求3所述多路信道化滤波器组，其特征在于所述各路信道均由1个输入数控模拟开关、1个声表面波滤波器和1个输出数控模拟开关构成，其中，输入数控模拟开关的信号输入端为本路信道的信号输入端，它的一个信号输出端连接声表面波滤波器的信号输入端，而声表面波滤波器的信号输出端则连接输出数控模拟开关的信号输入端，所述输出数控模拟开关的信号输出端为本路信道的信号输出端。
5.如权利要求4所述多路信道化滤波器组，其特征在于所述信道分成若干组，所述数控开关控制网络中对应于各组之间设置有多级输入/输出控制数控模拟开关，从而选通其中一组信道的信号输入和输出，其中，最高级的输入控制数控模拟开关的信号输入端输入宽频带信号，最高级的输出控制数控模拟开关的信号输出端输出跳频信号，其余各级中，下一级的输入控制数控模拟开关的信号输入端分别连接与之对应的上一级输入控制数控模拟开关的信号输出端，下一级的输出控制数控模拟开关的信号输出端分别连接与之对应的上一级的输出控制数控模拟开关的信号输入端。
6.如权利要求5所述多路信道化滤波器组，其特征在于所述信道设置有32路，分为前16路和后16路两组，且这两组被设置于两块电路板上，所述数控开关控制网络中对应设置的最高级的输入/输出控制数控模拟开关为十六路输入控制数控模拟开关和十六路输出控制数控模拟开关，分别用于选通这两组中的一组的信号输入和信号输出，则这两组的信号输入端分别连接到十六路输入控制数控模拟开关的两个信号输出端，它们的信号输出端分别连接到十六路输出控制数控模拟开关的两个信号输入端，所述十六路输入控制数控模拟开关的信号输入端输入宽频带信号，所述十六路输出控制数控模拟开关的信号输出端输出跳频信号。
7.如权利要求6所述多路信道化滤波器组，其特征在于所述两块电路板中的任意一块电路板上的16组信道均分为前8路和后8路两组，所述该块电路板上的数控开关控制网络中设置的中级输入/输出控制数控模拟开关为1个八路输入控制数控模拟开关和1个八路输出控制数控模拟开关，分别用于选通本电路板上的前8路信道和后8路信道中的一组的输入和输出，则所述前8路信道和后8路信道的信号输入端分别连接到八路输入控制数控模拟开关的两个信号输出端，它们的信号输出端分别连接到对应的八路输出控制数控模拟开关的两个信号输入端，所述八路输入控制数控模拟开关的信号输入端为该16组信道的信号输入端，所述八路输出控制数控模拟开关的信号输出端为该16组信道的信号输出端。
8.如权利要求7所述多路信道化滤波器组，其特征在于所述两块电路板中的任意一块电路板上的前8路信道和后8路信道均各自分成前4路和后4路两组，该块电路板上的数控开关控制网络中对应设置的低级输入/输出控制数控模拟开关为2个四路输入控制数控模拟开关和2个四路输出控制数控模拟开关，分别用于选通该8路信道的前4路信道和后4路信道中的一组的输入和输出，则所述前4路信道和后4路信道的信号输入端分别连接到与之对应的四路输入控制数控模拟开关的两个信号输出端，它们的信号输出端分别连接到与之对应的四路输出控制数控模拟开关的两个信号输入端，所述四路输入控制数控模拟开关的信号输入端为对应的8路信道的信号输入端，所述四路输出控制数控模拟开关的信号输出端为对应的8路信道的信号输出端。
9.如权利要求8所述多路信道化滤波器组，其特征在于所述任意一块电路板上的前4路或后4路信道中的4路信道为并联连接，它们的信号输入端连接在一起形成该组信道的信号输入端，它们的信号输出端连接在一起形成该组信道的信号输出端，所述数控模拟开关采用型号为RSW-2-25P的数控单刀双端模拟开关。
10.如权利要求8所述多路信道化滤波器组，其特征在于所述信道控制电路有两组，分别设置于两块电路板上，且每组均由两片型号分别为HC4514、HC4515的带输入锁存的4-16译码器构成，其中，HC4515和HC4514的输入端均输入4位跳频选择信号(A0～A3)，经过4-16译码转换，从而分别一一对应地输出16位信道切换控制信号(D0～D15)、(Y0～Y15)至该块电路板上的16组输入数控模拟开关和输出数控模拟开关的两个控制端(C1)、(C2)，所述十六路输入控制数控模拟开关和十六路输出控制数控模拟开关的控制端均分别输入跳频选择信号(A4)、(N4)，所述八路输入控制数控模拟开关和八路输出控制数控模拟开关的控制端均分别输入跳频选择信号(A3)、(N3)，所述四路输入控制数控模拟开关和四路输出控制数控模拟开关的控制端均分别输入跳频选择信号(A2)、(N2)。
全文摘要
本发明公开了一种多路信道化滤波器组，由外壳和设置于外壳内的控制电路构成，其控制电路包括数控开关控制网络和信道控制电路，所述数控开关控制网络采用数控单刀双端模拟开关构成，其信号输入端输入宽频带信号，其信号输出端输出跳频信号，其中并联设置有多路信道，且各个信道中均串联一个信道滤波器，所述信道滤波器采用声表面波滤波器，用于对输入信道内的宽频带信号进行滤波；所述信道控制电路用于输出信道切换控制信号至数控开关控制网络，从而通过数控模拟开关的切换实现宽频带信号的跳频切换。本发明相对现有技术，具有带外抑制度大、带内波动小、信道频带变化范围大，信道数目多、体积小、重量轻、跳频切换快且电路结构简单等特点。
文档编号H04B1/69GK1561008SQ20041000650
公开日2005年1月5日 申请日期2004年3月4日 优先权日2004年3月4日
发明者黄歆, 李继良, 王德平, 黄 歆 申请人:北京中科飞鸿科技有限公司