一种基于信号对消的谐波抑制滤波器的制作方法

1.本发明属于微波射频电路领域，特别是一种基于信号对消的谐波抑制滤波器。


背景技术：

2.随着现代无线电技术的发展，无线电子设备越来越多，电磁频谱越来越拥挤，对无线电子设备的电磁兼容的要求也越来越高。由于设备发射电路中功率放大器固有的非线性特性，设备发射信号中除有用的基波信号外还有功率放大器非线性特性引起的谐波信号，这些谐波信号，特别是幅度相对较大的二次谐波信号，落在其它设备工作频段内或频段附近，容易干扰其它设备正常工作，造成电磁兼容问题。因此需要在设备发射端采用谐波抑制滤波器对发射信号谐波，特别是二次谐波，进行抑制，从而保证多个无线电子设备之间的电磁兼容，能互不干扰的正常工作。
3.常用的谐波抑制滤波器有lc滤波器、微带滤波器和腔体滤波器等，这些谐波抑制滤波器都是在信号传输通路上增加多个集总参数或分布参数元器件，对所需抑制的谐波频率信号形成阻抗失配，从而对谐波信号进行反射抑制。这种方法虽然能对谐波进行抑制，但由于电路和元器件的非理想性，传输通路上较多的集总参数或分布参数元器件会造成基波信号较大的损耗，同时由于所用元器件功率容量有限，限制了谐波抑制滤波器通过信号的功率容量。


技术实现要素：

4.针对传统谐波抑制滤波器直接在信号传输通路上通过增加多个集总参数或分布参数元器件对信号谐波抑制，造成基波信号损耗大、功率容量有限的缺点，本发明提出了一种基于信号对消的谐波抑制滤波器，通过产生一个与谐波信号幅度相等、相位差180
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的对消信号，注入到传输通路中与谐波信号进行叠加对消，对谐波信号进行抑制，具有损耗小、功率容量大的优点。
5.本发明采用的技术方案如下：
6.一种基于信号对消的谐波抑制滤波器包括主通路和对消信号产生通路，所述主通路由依次连接的耦合器一和耦合器二组成；所述对消信号产生通路由依次连接的滤波器一、移相器、放大器、衰减器和滤波器二组成，通过对消信号产生通路中衰减器、移相器分别对对消信号幅度、相位的调整控制，使得耦合注入主通路的对消信号与主通路中谐波信号幅度相等、相位差180
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，两种信号在主通路中叠加对消，从而对谐波信号进行抑制。
7.进一步的，所述主通路的功能是微波信号的传输、谐波信号的提取和对消信号的注入，输入微波信号依次经过耦合器一和耦合器二传输输出，同时耦合器一将主通道中微波信号的谐波信号耦合提取输出至对消信号产生通路，耦合器二将对消信号产生通路产生的对消信号耦合注入至主通路。
8.进一步的，所述对消信号产生通路的功能是对消信号的产生，将耦合器一耦合提取的谐波信号依次经过滤波器一滤波、移相器相位调整控制、放大器放大、衰减器幅度调整
控制和滤波器二滤波形成对消信号。通过对消信号产生通路中移相器、衰减器分别对对消信号幅度、相位的调整控制，使得注入到主通路中的对消信号与主通路中微波信号的谐波信号幅度相等、相位差180
°
，两种信号在主通路中叠加对消，从而对谐波信号进行抑制。
9.本发明与现有技术相比，其显著优点如下：
10.基于信号对消的谐波抑制滤波器通过对消信号产生通路产生一个与谐波信号幅度相等、相位差180
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的对消信号，注入到主通路中与谐波信号叠加对消，从而对谐波信号进行抑制，用于信号传输的主通路只有两个耦合器组成，器件少、损耗小、功率容量大。
附图说明
11.图1是基于信号对消的谐波抑制滤波器的原理框图。
具体实施方式
12.下面结合附图对本发明作进一步的解释说明。
13.如图1所示，本发明由主通路和对消信号产生通路组成。其中主通路用于信号的传输、谐波信号的提取和对消信号的注入，由依次连接的耦合器一1和耦合器二2组成；对消信号产生通路对主通路提取的谐波信号进行幅度、相位处理形成对消信号，由依次连接的滤波器一3、移相器4、放大器5、衰减器6和滤波器二7组成。主通路中耦合器一1耦合端与对消信号产生通路滤波器一3连接，耦合器二2耦合端与对消信号产生通路滤波器二7连接。
14.主通路中各器件功能如下：耦合器一1第一端口为输入端口，第二端口为输出端口，第三端口为耦合端口，耦合器一1将第一端口输入微波信号传输到第二端口输出，同时将输入微波信号中的谐波信号耦合到第三端口输出给对消信号产生通路。耦合器二2第一端口为输入端口，第二端口为输出端口，第三端口为耦合端口，耦合器二2第一端口将输入的耦合器一1第二端口输出微波信号传输到耦合器二2第二端口输出，耦合器二2第三端口将对消信号产生通路输出对消信号耦合至耦合器二2第二端口输出。
15.对消信号产生通路中各器件功能如下：滤波器一3用于主通路中耦合器一1耦合输出谐波信号的滤波，滤除基波信号和其它干扰信号等带外信号，防止干扰对消信号产生通路正常工作。移相器4用于对消信号相位的调整控制，使得最终耦合注入到主通路的对消信号相位与主通路中谐波信号相位差180
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。放大器5用于对消信号的放大。衰减器6用于对消信号的幅度的调制控制，使得最终耦合注入到主通路的对消信号幅度与主通路中谐波信号幅度相等。滤波器二7用于主通路中耦合器二2耦合端耦合输出干扰信号的带外滤波，防止干扰对消信号产生通路正常工作。
16.基于信号对消的谐波抑制滤波器工作原理如下：含有基波信号、谐波信号的大功率微波信号依次通过主通路中耦合器一1第一端口、耦合器一1第二端口、耦合器二2第一端口、耦合器二2第二端口低损耗传输输出；耦合器一1对输入微波信号中的谐波信号进行耦合提取，通过耦合器一1第三端口输出至对消信号产生通路，耦合提取的谐波信号依次通过滤波器一3滤波、移相器4相位调整控制、放大器5放大、衰减器6幅度调整控制和滤波器二7滤波形成对消信号；对消信号通过主通路耦合器二2第三端口耦合传输至耦合器二2第二端口输出；通过对消信号产生通路中衰减器6、移相器4分别对对消信号幅度、相位的调整控制，使得耦合器二2第二端口输出的耦合注入对消信号与耦合器二2第二端口输出的主通路
大功率微波信号中谐波信号幅度相等、相位差180
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，两种信号相叠加实现信号对消，从而对谐波信号进行抑制。
17.基于信号对消的谐波抑制滤波器通过产生一个与所要传输的微波信号中谐波信号幅度相等、相位差180
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的对消信号，与谐波信号叠加对消，从而对谐波信号进行抑制。相对于直接在信号传输通路中增加多个集总参数或分布参数元器件对信号谐波抑制的滤波方法，基于信号对消的谐波抑制滤波器用于微波信号传输的主通路中只有两个耦合器组成，器件少、损耗小、功率容量大。


技术特征：
1.一种基于信号对消的谐波抑制滤波器，其特征在于：包括主通路和对消信号产生通路；所述主通路由依次连接的耦合器一(1)和耦合器二(2)组成，所述对消信号产生通路由依次连接的滤波器一(3)、移相器(4)、放大器(5)、衰减器(6)和滤波器二(7)组成；通过对消信号产生通路中衰减器(6)、移相器(4)分别对对消信号幅度、相位的调整控制，使得耦合注入主通路的对消信号与主通路中谐波信号幅度相等、相位差180
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，两种信号在主通路中叠加对消，从而对谐波信号进行抑制。2.根据权利要求1所述的一种基于信号对消的谐波抑制滤波器，其特征在于：所述主通路的功能是微波信号的传输、谐波信号的提取和对消信号的注入，输入微波信号依次经过耦合器一(1)和耦合器二(2)传输输出，同时耦合器一(1)将主通道中微波信号的谐波信号耦合提取输出至对消信号产生通路，耦合器二(2)将对消信号产生通路产生的对消信号耦合注入至主通路。3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种基于信号对消的谐波抑制滤波器，其特征在于：所述对消信号产生通路的功能是对消信号的产生，将耦合器一(1)耦合提取的谐波信号依次经过滤波器一(3)滤波、移相器(4)相位调整控制、放大器(5)放大、衰减器(6)幅度调整控制和滤波器二(7)滤波形成对消信号。

技术总结
本发明涉及一种基于信号对消的谐波抑制滤波器，由主通路和对消信号产生通路组成，其中主通路由依次连接的耦合器一(1)和耦合器二(2)组成；对消信号产生通路由依次连接的滤波器一(3)、移相器(4)、放大器(5)、衰减器(6)和滤波器二(7)组成。对消信号产生通路对耦合器一(1)耦合提取谐波信号进行滤波、移相、放大、衰减、滤波处理，产生一个与谐波信号幅度相等、相位差180


技术研发人员：张英浩 孙逊 刘朋朋
受保护的技术使用者：中国船舶重工集团公司第七二四研究所
技术研发日：2021.09.30
技术公布日：2022/3/11