专利名称：射频宽带跳频预选滤波器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种滤波器，特别是一种供无线宽带跳频通信系统使用的射频宽带跳频预选滤波器。
背景技术：
随着无线通信技术的不断发展，如今在无线通信设备无论是在民用还是军事上的使用已经变得不可或缺，而无线通信技术作为快速交换信息的手段，显得尤为重要。由于各 种通信设备的广泛使用，随之而来的通信业务繁忙，频率资源拥挤，从而对通信设备的通信质量要求越来越高，特别是对于多部电台在同一工作频段和同一工作平台的要求就更为突出了。为了清楚起见，运用图I所示，给出多部跳频电台在同一平台和同一频段工作时的状况。假设其最低工作频率为fmin，最高工作频率为fmax，则其带宽为BW = fmax-fmin。在同一带宽内，电台I的工作频率是fll，电台2的工作频率是f2，且各工作频率两旁均含有杂散干扰。同时，电台I与电台3处于对应发/收工作状态，而电台2与电台4处于对应发/收工作状态。于是，当电台I发射，电台3接收时，对电台3而言，所接收的信号除了电台I工作频率fl的有用信息外，还伴随有来自电台I的杂散干扰信号和来自电台2中工作频率f2的互调串扰信号，这些干扰信号同时落入同一频段带宽内，严重影响了电台的接收质量，降低了电台的接收性能。同样，电台2发射，电台4接收时，其严重后果与电台2发射电台4接收工作状况相同。为了解决这个问题，一般电台设计时，对同一部电台至少要设置两个滤波器，即在接收机前端采用宽带滤波器和在发射机末端采用低通滤波器。宽带前端意味着带内的干扰信号毫无阻挡的进入电台，极易造成交叉调制，倒易混频，阻塞，更多的带外互调，从而，降低了跳频电台抗干扰的性能。而在发射机末端采用低通滤波器，用以抑制发射机大功率放大器伴随的谐波，然而，由电台内部的频率源和混频电路引起的近端杂散干扰可能在射频输出端的通带里泄露出了，从而引起对其它电台的干扰。因此，为了提高接收机的选择性，增强其抗干扰能力，还需在电台的接收机前端增加具有较好选择性的射频前端调谐滤波器。同时，为了提高发射信号的纯度，减少发射的杂散信号，还需在发射机后端增加选择性较好的射频调谐滤波器。综上所述，目前服务于社会的各种无线通信电台，均设置有多个不同功能的滤波器，用以减少电台同一工作平台，同一工作频段下的杂散干扰和互调干扰，对保障通信质量，迅速传递信息起了有效作用。但是，在一部电台内设置多个滤波器，其电路形式复杂，其体积偏大，稳定性较差，这对于当今迅速发展与应用的无线跳频通信电台来说，更是尤为突出的一个重要课题。
实用新型内容本实用新型的目的就是为了解决上述已有技术存在的问题，提供一种结构小巧，设计合理，由一个滤波器取代多个滤波器供无线跳频通信电台在线工作使用的射频宽带跳频预选滤波器。为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种射频宽带跳频预选滤波器，包括有选址控制电路模块1，第I选频调谐滤波电路模块2，第II选频调谐滤波电路模块3，第III选频调谐滤波电路模块4，连同射频切换控制开关Kl、K2相结合构成一个整体，其中所述选址控制电路模块⑴又包括有I个Jl控制信号输入接口(I. I)，I个Ul控制存储器(I. 2)，10个双电平转换控制器(1.3);且Jl控制信号输入接口(1.1)的第3、4、5、6、7、8、9、10、11、12 脚，依次分别与 Ul 控制存储器(I. 2)的第 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11 脚对应相连接；U1控制存储器(I. 2)的第20、21、22、23、24、25、26、27、28、29脚，依次分别与双电平转换控制器(I. 3)中W、VI、V2、V3、V4、V5、V6、NI、V8、V9各自的第I脚对应相连接；双电平转换控制器(1.3)中￥0、￥1、￥2、￥3、￥4、￥5、￥6、￥7各自的第4脚依次分别与第 I、第II和第III选频调谐滤波电路(2)、(3)、(4)中的相对应PIN管的负极相连接；而双电平转换控制器V8、V9各自的第4脚分别与射频切换控制开关K1、K2的各自第5、6脚对应相连接。所述选频调谐滤波电路模块又包括有3段选频调谐滤波电路，这三段滤波器工作频率分别为第I段fl_f2MHz，第II段f2-f3MHz，第III段f3_f4MHz，且每段滤波器分别包括有2个耦合电感，2个匹配电感，16个二进制电容器，16个PIN管，8个双输入接口和2个
射频接口。本实用新型的基本设计思想可以借图2加以阐述这里仍将以无线跳频通信电台的工作频段带宽设定为BW = fl-f4。其中又分成I、II、III三段，所不同的是将这三段的带宽滤波器分成了N个可变的窄带滤波器。即由一个固定的带宽滤波器变为N个可调的窄带滤波器。同时，对于每个窄带滤波器，其工作既要确保覆盖整个频段，又要具有高选择性和快速切换能力。本实用新型的具体设计方案是通过严格对称的两个单调谐回路，经电感耦合构成双调谐回路，解决单谐振回路的选择性差，通带和选择性之间难以平衡的问题，通过调整电感耦合的强弱程度，实现阻抗变换，从而获得频幅响应最平坦的、通带最宽的谐振响应曲线。为了实现从全频段覆盖，需要可变范围很大电容值，采取二进制加权的方法，给每路电容赋予一个权值，并通过PIN管进行独立的开关切换，进而选择各个电容权值的接入，从而实现大动态范围的电容值变化。对于第一单调谐回路，其二进制电容为Cl. 0 Cl. 7，共有28 = 256种状态可选，即00000000 11111111，调谐回路电容C总=COO+ E Cl.x*ax，其中ax表示切入状态0或1，当所有电容全接入回路时，其电容值为Cmax ;当所有电容未接入回路时，其电容值为Cmin = COO ;通过此方法可是使回路电容变化范围从COO Cmax，实现全频段的覆盖。显然，第二单调谐回路的工作状态与第一个单调谐回路的工作状态相同，产生的效果也相同。本实用新型的工作过程是首先由选址控制电路中的地址控制接口从跳频电台获取在线工作时的中心频率信息，以10位控制字形式送至存储器U1，选取与中心频率信息状态相应的滤波器段及地址，并依次经双电平转换控制器送至选频调谐滤波电路的输入接口，送至相应的二进制电容和PIN管相交处，此时如果控制字相对应位为“ I ”，则PIN管导通，二进制电容参与回路调谐工作，反之，如果控制字相对应位为“O”，则PIN管截止，二进制电容不参与回路调谐工作。与此同时，由射频接口经匹配电感和耦合电感输入的跳频电台实时射频信号，在与之相应控制字的控制下，由一个滤波器实现选频，调谐滤波工作。本实用新型中当中心工作频率为fx，工作频段的最高频率为fmax，最低频率为fmin，那么8位控制字与带宽BW的关系如下控制字=[(fx-ffflin)/ (f--fmin) ] X 256= [(fx-fmin)/Bff]X256另外2位控制字作滤波器选段控制，其中00，10，11状态分别选择fl-f2MHz，f2-f3MHz,f3-f4MHz0通过2路控制信号控制射频开关来实现三段滤波器的选通与截止，从而覆盖全频段。要在fl-f4MHz实现接收机前端选频,需要实现高选择性和低插损，承载的功率达到IW等指标；该设计频率覆盖范围宽，体积受到较大的约束。通过合理设计，在结构上将电平转换部分电路及三段滤波器分为上下两部分电路板，通过微型接插件连接在一起，将转换后的控制电平分别送给三段滤波器，同时利用调谐滤波器的高度，在滤波器的侧面安装一个射频输入输出开关控制板，大大减小了所占用的空间尺寸；实现了 fl_f4MHz频段的覆盖。fl-f4MHz调谐滤波器分为三块独立的印制板制作，各段滤波器的射频输入输出口均是独立的，通过射频同轴线与射频开关板连接，同时选择隔离度高的射频开关，从而保证各段滤波器的相互隔离，实现良好的性能。总之，本实用新型在同一部跳频电台上通过其接收前端和发射前端共用一个滤波器取代原有的多个滤波器；采用了 PIN管快速切换二进制电容加权接入方式；建立了电感耦合双回路可变调谐滤波器技术。采用宽带调谐滤波器技术后，在接收时提高了电台的选频特性，保证了接收机的中频和像频指标。发射时有效地抑制了发射机产生的谐波和非谐波，改善了发射机宽带噪声性能。
图I为已有技术多部电台同一平台工作示意图图2为本实用新型基本设计思想不意图图3为本实用新型电原理示意图图中符号说明I是选址控制电路模块；2是第I选频调谐滤波电路模块；3是第II选频调谐滤波电路模块；4是第III选频调谐滤波电路模块。I. I是Jl控制信号输入接口 ；I. 2是Ul控制存储器；I. 3是双电平转换控制器。
具体实施方式
请参阅图3所示，为本实用新型具体实施例。[0033]从图3可见本实用新型包括有选址控制电路模块1，第I选频调谐滤波电路模块2，第II选频调谐滤波电路模块3，第III选频调谐滤波电路模块4，以及射频切换控制开关Kl、K2相结合构成一个整体，其中所述选址控制电路模块I又包括有I个Jl控制信号输入接口 I. 1，I个Ul控制存储器I. 2，10个双电平转换控制器I. 3 ;且Jl控制信号输入接口 I. I的第3、4、5、6、7、8、9、10、11、12脚，依次分别与Ul控制存储器1.2的第2、3、4、5、6、7、8、9、10、11脚对应相连接；Ul控制存储器I. 2的第20、21、22、23、24、25、26、27、28、29脚，依次分别与双电平转换控制器I. 3中￥0、￥1、￥2、￥3、￥4、￥5、￥6、￥7、￥8、￥9各自的第I脚对应相连接；其中Ul控制存储器I. 2的第28、29脚为选段控制信号，选段控制信号同时射频切换控制开关K1、K2，选择任意一个选频调谐滤波电路进行实时工作；双电平转换控制器I. 3中V0、VI、V2、V3、V4、V5、V6、V7各自的第4脚依次分别与第I、第II和第III选频调谐滤波电路2、3、4中的相对应PIN管的负极相连接；而双电平转换控制器V8、V9各自的第4脚分别与射频切换控制开关K1、K2的各自第5、6脚对应相连接。所述第I选频调谐滤波电路模块2又分别包括有2个耦合电感LI，2个匹配电感L2，16个二进制电容器C1.0至Cl. 15，16个PIN管VI. I至VI. 16 ;且2个耦合电感LI的一端与射频切换控制开关K1、K2的第I脚相连接，而2个耦合电感LI的另一端与匹配电感L2呈星形式连接；二进制电容器中的Cl. 0至Cl. 7，和PIN管中的VI. I至VI. 8相结合构成第I个单调谐滤波回路；而二进制电容器中的Cl. 8至Cl. 15和PIN管中的管VI. 9至管VI. 16相结合构成第2个单调谐滤波回路；且第I个单调谐回路和第2个单调谐回路通过电感L7耦合构成I个频率范围为f^f2MHz的双调谐滤波回路。所述第II选频调谐滤波电路模块3又分别包括有2个耦合电感L3，2个匹配电感L4，16个二进制电容器C2. 0至C2. 15，16个PIN管V2. I至V2. 16 ;且2个耦合电感L3的一端与射频切换控制开关K1、K2的第2脚相连接，而2个耦合电感L3的另一端与匹配电感L4呈星形式连接；二进制电容器中的C2. 0至C2. 7，和PIN管中的V2. I至V2. 8相结合构成第I个单调谐滤波回路；而二进制电容器中的C2. 8至C2. 15和PIN管中的管V2. 9至管V2. 16相结合构成第2个单调谐滤波回路；且第I个单调谐回路和第2个单调谐回路通过电感L8耦合构成I个频率范围为f2_f3MHz的双调谐滤波回路。所述第III选频调谐滤波电路模块4又分别包括有2个耦合电感L5，2个匹配电感L6，16个二进制电容器C3. 0至C3. 15，16个PIN管V3. I至V3. 16 ;且2个耦合电感L5的一端与射频切换控制开关K1、K2的第3脚相连接，而2个耦合电感L5的另一端与匹配电感L6呈星形式连接；二进制电容器中的C3.0至C3. 7，和PIN管中的V3. I至V3.8相结合构成第I个单调谐滤波回路；而二进制电容器中的C3. 8至C3. 15和PIN管中的管V3. 9至管V3. 16相结合构成第2个单调谐滤波回路；且第I个单调谐回路和第2个单调谐回路通过电感L8耦合构成I个频率范围为f3_f4MHz的双调谐滤波回路。所述射频切换控制开关K1、K2，分别置于外部射频输入端IN和输出端0UT，2个开关的3个选择输入射频口分别与调谐滤波器模块2、3、4的射频输入输出端通过同轴射频电缆相连，同时保证射频线良好接地，减小插损。值得说明的是本实用新型中的单路电容接入的PIN管均采用两个PIN管并联而成，主要是减小分布电容和闻频插损，提闻滤波器的Q值。使滤波器应用于较闻频率范围。本实用新型在具体实施过程中，考虑到工作频率高，频带范围宽，还采用了最佳屏蔽、接地、去耦、隔离与防止信号泄露等结构工艺优化设计，以及成熟的表面贴装技术和多层印制板技术的应用，为小型化结构提供了基础。各元器件全部选用工业级低功耗产品，更有利于散热，并有利于提高电路的可靠性。以上实施例，仅为本实用新型的较佳实施例而已，用以说明本实用新型的技术特征和可实施性；同时以上的描述，对于熟知本技术领域的专业人士应可明了并加以实施，因此，其它在未脱离本实用新型所揭示的前提下所完成的等效的改变或修饰，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。 本实用新型为一个不可多得的适用于宽带无线跳频通信系统的射频宽带跳频预选滤波器。具有创造性、新颖性、实用性和进步性，符合实用新型专利申请要求，故依据专利法提出申请。
权利要求1.射频宽带跳频预选滤波器，包括有选址控制电路模块(I)，第I选频调谐滤波电路模块(2)，第II选频调谐滤波电路模块(3)，第III选频调谐滤波电路模块(4)，连同射频切换控制开关Kl、K2相结合构成ー个整体，其特征是 所述选址控制电路模块(I)又包括有I个Jl控制信号输入接ロ(I. I)，I个Ul控制存储器(I. 2)，10个双电平转换控制器(1.3);且Jl控制信号输入接ロ(1.1)的第3、4、5、6、7、8、9、10、11、12脚，依次分别与Ul控制存储器(I. 2)的第2、3、4、5、6、7、8、9、10、11脚对应相连接；U1控制存储器(I. 2)的第20、21、22、23、24、25、26、27、28、29脚，依次分别与双电平转换控制器(I. 3)中V0、VI、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8、V9各自的第I脚对应相连接；双电平转换控制器(1.3)中V0、V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7各自的第4脚依次分别与第I、第II和第III选频调谐滤波电路(2)、(3)、(4)中的相对应PIN管的负极相连接；而双电平转换控制器V8、V9各自的第4脚分别与射频切换控制开关Kl、K2的各自第5、6脚对应相连接。
2.如权利要求I所述的射频宽带跳频预选滤波器，其特征是 所述第I选频调谐滤波电路模块(2)又分别包括有2个耦合电感LI，2个匹配电感L2，16个ニ进制电容器Cl. 0至Cl. 15，16个PIN管VI. I至VI. 16 ;且2个耦合电感LI的一端与射频切换控制开关Kl、K2的第I脚相连接，而2个耦合电感LI的另一端与匹配电感L2呈星形式连接；ニ进制电容器中的Cl. 0至Cl. 7，和PIN管中的VI. I至VI. 8相结合构成第I个单调谐滤波回路；而ニ进制电容器中的Cl. 8至Cl. 15和PIN管中的管VI. 9至管VI. 16相结合构成第2个单调谐滤波回路；且第I个单调谐回路和第2个单调谐回路通过电感L7耦合构成I个频率范围为f^f2MHz的双调谐滤波回路。
3.如权利要求I所述的射频宽带跳频预选滤波器，其特征是 所述第II选频调谐滤波电路模块(3)又分别包括有2个耦合电感L3，2个匹配电感L4，16个ニ进制电容器C2. 0至C2. 15，16个PIN管V2. I至V2. 16 ;且2个耦合电感L3的一端与射频切换控制开关Kl、K2的第2脚相连接，而2个耦合电感L3的另一端与匹配电感L4呈星形式连接；ニ进制电容器中的C2. 0至C2. 7，和PIN管中的V2. I至V2. 8相结合构成第I个单调谐滤波回路；而ニ进制电容器中的C2. 8至C2. 15和PIN管中的管V2. 9至管V2. 16相结合构成第2个单调谐滤波回路；且第I个单调谐回路和第2个单调谐回路通过电感L8耦合构成I个频率范围为f2_f3MHz的双调谐滤波回路。
4.如权利要求I所述的射频宽带跳频预选滤波器，其特征是 所述第III选频调谐滤波电路模块(4)又分别包括有2个耦合电感L5，2个匹配电感L6，16个ニ进制电容器C3. 0至C3. 15，16个PIN管V3. I至V3. 16 ;且2个耦合电感L5的一端与射频切换控制开关K1、K2的第3脚相连接，而2个耦合电感L5的另一端与匹配电感L6呈星形式连接；ニ进制电容器中的C3. 0至C3. 7，和PIN管中的V3. I至V3. 8相结合构成第I个单调谐滤波回路；而ニ进制电容器中的C3. 8至C3. 15和PIN管中的管V3. 9至管V3. 16相结合构成第2个单调谐滤波回路；且第I个单调谐回路和第2个单调谐回路通过电感L8耦合构成I个频率范围为f3_f4MHz的双调谐滤波回路。
专利摘要本实用新型为射频宽带跳频预选滤波器，包括有选址控制电路模块1，第I选频调谐滤波电路模块2，第II选频调谐滤波电路模块3，第III选频调谐滤波电路模块4，连同射频切换控制开关K1、K2相结合构成一个整体。首先选址控制电路中的地址控制接口从系统获取实时工作频率信息，以10位控制字形式送至存储器U1，选取相应地址的滤波器段，并依次经双电平转换控制器送至选频调谐滤波电路的输入接口，送至相应的二进制电容和PIN管相交处，再由射频切换控制开关经耦合电感和匹配电感输入实时射频信号，在与之相应控制字的控制下，实现在线射频宽带预选调谐滤波。具有设计合理，结构紧凑、屏蔽性好、抗干扰性强、可靠性高等特点。
文档编号H03H11/02GK202395733SQ201120427140
公开日2012年8月22日 申请日期2011年10月31日 优先权日2011年10月31日
发明者严忠, 余华庆, 廖敏, 王昌平, 陈海军, 黄冬泉, 黄华东, 黄祥 申请人:武汉中元通信股份有限公司