一种超短波宽带收发信机的滤波器组装置的制作方法

本发明属于超短波通信设备技术领域，尤其涉及一种超短波宽带收发信机的滤波器组装置，用于宽带信道收发信机接收前端发射末端的对接收信号和发射信号进行选频、滤波处理的滤波器组装置。

背景技术：

随着超短波通信技术和卫星通信技术的不断发展，能实现宽频段超短波通信和卫星通信的具有宽带信道、双工信道的通信设备应运而生。由于外界电磁环境的不断恶化，频率资源有限性，为了更好的接收到用户关注的有用信号，在该类收发信机射频接收前端需要对接收信号进行选频、滤波处理；为了减少不必要的电磁辐射对其它通信设备的影响，需要对收发信机射频发射信号进行滤除谐波及杂散的处理。有了这样的应用需求，在设计中就需要一种vhf/uhf频段宽带滤波器组装置。以往设计中对滤波器的应用较常规，并无此类构成复杂的滤波器组。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种超短波宽带收发信机的滤波器组装置，实现了宽带、双工信道收发信机对宽带接收信号和发射信号的选频、滤波；接收、发射信道和天线之间的匹配，改善接收效果和发射效率；卫星双工通信时双工信道的建立；在不同模式下的信道切换。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

一种超短波宽带收发信机的滤波器组装置，所述装置设置在超短波宽带收发信机内部，用于连接超短波宽带收发信机和射频天线；所述超短波宽带收发信机上设置有发射信道口、接收信道口，所述射频天线上设置有射频天线口；

所述装置包括：第一电子开关、第二电子开关、第三电子开关、第四电子开关、分波段谐波滤波器、滤波放大器组、双工器以及控制所述第一电子开关、第二电子开关、第三电子开关和第四电子开关的开关状态的控制器；

所述第一电子开关和所述第二电子开关分别为多路切换电子开关，所述第三电子开关和所述第四电子开关分别为两路切换电子开关；

所述第一电子开关，用于将所述射频天线口分别与所述分波段谐波滤波器、所述双工器和所述滤波放大器组连接；

所述第二电子开关，用于将所述第四电子开关与所述分波段滤波器连接；

所述第三电子开关，用于将所述双工器和所述滤波放大器组分别与所述接收信道口连接；

所述第四电子开关，用于将所述发射信道口分别与所述第二电子开关、所述双工器连接。

本发明技术方案的特点和进一步的改进为：

(1)所述超短波宽带收发信机包含两种工作模式：超短波宽带信道模式、卫星通信双工模式；

当所述超短波宽带收发信机为超短波宽带信道模式接收状态时，射频接收信号依次通过射频天线口、第一电子开关、滤波放大器组、第三电子开关和接收信道口；

当所述超短波宽带收发信机为超短波宽带信道模式发射状态时，射频发射信号依次通过发射信道口、第四电子开关、第二电子开关、分波段谐波滤波器、第一电子开关和射频天线口；

当所述超短波宽带收发信机为卫星通信双工模式时，射频接收信号依次通过射频天线口、第一电子开关、双工器、第三电子开关、接收信道口；射频发射信号依次通过发射信道口、第四电子开关、双工器、第一电子开关和射频天线口。

(2)所述双工器上设置有三个射频口，分别为合路口、发射口和接收口；所述双工器在超短波宽带收发信机为卫星通信双工模式下启用；

所述双工器包含：第一匹配器、发射带通滤波器、合路器、第二匹配器、合路口、接收带通滤波器、第一低噪声放大器、声表带通滤波器；

在所述双工器中，射频发射信号依次通过发射口、第一匹配器、发射带通滤波器、合路器、第二匹配器以及合路口；

在所述双工器中，射频接收信号依次通过合路口、第二匹配器、合路器、接收带通滤波器、第一低噪声放大器、声表带通滤波器以及接收口。

(3)所述滤波放大器组在超短波宽带收发信机为超短波宽带信道模式接收状态时启用；

所述滤波放大器组包含：依次单向连接的接收宽带滤波器、第二低噪声放大器和电调滤波器所述接收宽带滤波器与第一电子开关连接，所述电调滤波器与第三电子开关连接。

(4)所述控制器根据超短波宽带收信机的两种工作模式，以及每种工作模式的收发状态，输出使第一电子开关、第二电子开关、第三电子开关以及第四电子开关进行切换的控制信号。

本发明的有益效果为：利用多个qfn封装小型电子开关，vhf/uhf频段宽带信道、双工信道收发信机可以快速、灵活实现工作模式和收发控制切换。双工器的集成化设计和匹配设计，使其集成度更高，指标更优，保证了该类收发信机中卫星通信双工模式下的接收前端和发射末端指标，提升了卫星通信效果。滤波放大器组的设计，使其集成度更高，保证了该类收发信机中宽带接收的频率选择性和噪声系数等指标，提升了超短波宽带信道接收效果。分波段谐波滤波器通过合理的分段设计覆盖超短波宽带信道频率，保证了超短波宽带信道发射效果。本发明专利的设计有利于收发信机的宽带化、双工、小型化设计。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种超短波宽带收发信机的滤波器组装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的双工器的结构示意图

图3为本发明实施例提供的滤波放大器组结构示意图；

图4为本发明实施例提供的分波段谐波滤波器结构示意图；

图5为本发明实施例提供的控制器连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种超短波宽带收发信机的滤波器组装置(vhf/uhf频段宽带接收发射滤波器组装置)包括：

用于覆盖超短波通信发射频段的分波段谐波滤波器、用于覆盖超短波通信接收频段用滤波放大器组(包括接收用宽带滤波器、低噪声放大器、电调滤波器)、用于卫星通信收发频段的双工器(包括lc型发射带通滤波器、两个发射匹配器、介质谐振器型接收带通滤波器、低噪声放大滤波器)、第1电子开关、第2电子开关、第3电子开关、第4电子开关。第1电子开关将射频天线口分别于分波段谐波滤波器、滤波放大器组、双工器连接，第2电子开关将分波段谐波滤波器和第4电子开关连接，第3电子开关将接收信道分别于双工器、滤波放大器组连接，第4电子开关将发射信道分别于双工器、第2电子开关连接。

进一步的，

所述一种vhf/uhf频段宽带接收发射滤波器组装置，包含3个射频端口(接收信道端口、发射信道端口、射频天线口)，收发信机的接收信道、发射信道、射频天线口分别连接本发明装置相应位置。本发明装置内部包含4个电子开关，根据收发信机的两种模式(超短波宽带信道模式、卫星通信双工模式)，将本发明装置内部的射频接收通道划分为两路，也将本发明装置内部的射频发射通道划分为两路。另外在超短波宽带信道模式下，第1电子开关和第2电子开关切换连接不同频段的分波段谐波滤波器。本发明装置内置于收发信机内部，由收发信机控制器进行收发控制、不同模式切换控制。

所述一种vhf/uhf频段宽带接收发射滤波器组装置，包含一种双工器。该双工器内部也包含接收和发射通道，其中发射通道按信号走向依次为第1匹配器、lc型发射带通滤波器、合路器、第2匹配器；接收通道按信号走向依次为第2匹配器、合路器、介质谐振器型接收带通滤波器、低噪声放大器、声表带通滤波器。该双工器在卫星通信双工模式下启用，收发信机控制器进行控制开关操作将电子开关切换到该模式下，收发控制处于双工工作状态。

所述一种vhf/uhf频段宽带接收发射滤波器组装置，包含一种滤波放大器组。该滤波放大器组包含电路按信号走向依次为接收宽带滤波器、低噪声放大器、电调滤波器。该滤波器放大器组在超短波宽带信道模式下，收发信机控制器收发控制处于接收工作状态时启用。

所述一种vhf/uhf频段宽带接收发射滤波器组装置，包含分波段谐波滤波器。该分波段谐波滤波器频率覆盖该收发信机vhf/uhf工作频段，在超短波宽带信道模式下，收发信机控制器收发控制处于发射工作状态时启用。收发信机控制器进行控制第1电子开关和第2电子开关，对分波段谐波滤波器进行切换。

具体的，

参照图1，为本发明的一种vhf/uhf频段宽带接收发射滤波器组装置的结构示意图。该装置包含3个射频口，分别为射频天线口、发射信道口、接收信道口。该装置内部连接为：射频天线口连接第1电子开关，第1电子开关分别连接分波段谐波滤波器、双工器、滤波放大器组；分波段谐波滤波器处于第1电子开关和第2电子开关之间；双工器处于第1电子开关和第4电子开关之间；滤波放大器组处于第1电子开关和第3电子开关之间；发射信道口连接第4电子开关，第4电子开关分别连接第2电子开关、双工器的发射口；接收信道口连接第3电子开关，第3电子开关分别连接第双工器的接收口、滤波放大器组。根据收发信机的两种模式和收发状态，控制器发出控制信号对4个电子开关进行切换操作。

当收发信机处于超短波宽带信道模式接收状态时，接收信号走向顺序为：射频天线口、第1电子开关、滤波放大器组、第3电子开关、接收信道口。当收发信机处于超短波宽带信道模式发射状态时，发射信号走向顺序为：发射信道口、第4电子开关、第2电子开关、分波段谐波滤波器、第1电子开关、射频天线口。当收发信机处于卫星通信双工模式时，收发同时工作，接收信号走向顺序为：射频天线口、第1电子开关、双工器、第3电子开关、接收信道口；发射信号走向顺序为：发射信道口、第4电子开关、双工器、第1电子开关、射频天线口。

本发明实施中，第1电子开关至第4电子开关可以采用晶闸管、开关二极管、继电器、ic电子开关等，为了达到收发信机小型化和快速切换的要求推荐使用qfn封装的ic电子开关。第1电子开关和第2电子开关为多路切换，故选择多路切换电子开关；第3电子开关和第4电子开关可选则两路切换电子开关。电子开关的控制信号应进行emi滤波处理，防止电磁干扰发生错误切换。

参照图2，为本发明的一种vhf/uhf频段宽带接收发射滤波器组装置的双工器结构示意图。该双工器包含3个射频口，分别为合路口、发射口、接收口。该双工器在卫星通信双工模式下启用，发射通道按信号走向依次为发射口、第1匹配器、lc型发射带通滤波器、合路器、第2匹配器、合路口；接收通道按信号走向依次为合路口、第2匹配器、合路器、介质谐振器型接收带通滤波器、低噪声放大器、声表带通滤波器、接收口。其中第2匹配器为收发共用。合路器用于两个带通滤波器的合路，实现两路滤波器相互不受影响。lc型发射带通滤波器作用是滤除发射信号的谐波和其他带外杂散，更重要的是防止发射时的底部噪声变化对接收信号的影响。介质谐振器型接收带通滤波器用来选择卫星频段信号，并且滤除发射频段的发射功率信号，防止接收端信道饱和。低噪声放大器和声表带通滤波器根据信道需要的增益和选择性进行型号和数量的选取。另外还需要考虑到低噪声放大器的电流消耗和1db压缩点，保证收发信机的功耗和线性度。

本发明实施中，第1匹配器和第2匹配器为lc实现的t型网络，第1匹配器用来匹配发射口，提高发射效率，降低反射损耗。第2匹配器为收发共用，用来匹配收发信机的天线，提高接收和发射效率。合路器也为lc型网络。

参照图3，为本发明的一种vhf/uhf频段宽带接收发射滤波器组装置的滤波放大器组结构示意图。该滤波放大器组在收发信机处于超短波宽带信道模式接收状态时，控制器控制第1电子开关和第3电子开关的选通，接收信号依次流向为：第1电子开关、接收宽带滤波器、低噪声放大器、电调滤波器、第3电子开关。其中接收宽带滤波器为lc型宽带带通滤波器，设计插损小，起到匹配和滤除带外干扰的作用。低噪声放大器的选用也是考虑信道增益、噪声系数、电流、线性度等指标。控制器根据收发信机的频率对电调滤波器送出调谐电压，调谐电压值的改变会改变谐振回路的变容二极管的电容值从而改变谐振点，来实现对收发信机当前设置频率信号的选频。电调滤波器的选择性较好，为信道选择性做出贡献。

参照图4，为本发明的一种vhf/uhf频段宽带接收发射滤波器组装置的分波段谐波滤波器结构示意图。该分波段谐波滤波器在收发信机处于超短波宽带信道模式发射状态时工作。控制器根据收发信机的频率选通第1电子开关和第2电子开关，对不同频段的发射信号进行滤波。图示分波段谐波滤波器为3路低通滤波器组成：第1低通滤波器、第2低通滤波器、第3低通滤波器。当然根据收发信机的宽带信道宽度，可以将频段划分为其它数目，并选取通道数量合适的电子开关即可。本发明低通滤波器组包含的3段低通滤波器均为椭圆函数型lc低通滤波器。

参照图5，为本发明的一种vhf/uhf频段宽带接收发射滤波器组装置的控制器连接示意图。收发信机控制器根据收发信机的两种模式和收发状态，输出使第1电子开关到第4电子开关进行切换的控制信号，输出使电调滤波器工作的控制信号及调谐电压，输出使收发电源给本发明装置工作的控制信号。

本发明的有益效果为：利用多个qfn封装小型电子开关，vhf/uhf频段宽带信道、双工信道收发信机可以快速、灵活实现工作模式和收发控制切换。双工器的集成化设计和匹配设计，使其集成度更高，指标更优，保证了该类收发信机中卫星通信双工模式下的接收前端和发射末端指标，提升了卫星通信效果。滤波放大器组的设计，使其集成度更高，保证了该类收发信机中宽带接收的频率选择性和噪声系数等指标，提升了超短波宽带信道接收效果。分波段谐波滤波器通过合理的分段设计覆盖超短波宽带信道频率，保证了超短波宽带信道发射效果。本发明专利的设计有利于收发信机的宽带化、双工、小型化设计。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。