本实用新型涉及一种用于低压电力线通信的双端耦合滤波器，属于通信技术领域。
背景技术：
电力线载波(Power Line Carrier,PLC)通信技术是电力系统特有的一种通信方式，即利用现有电力线，通过载波方式进行信号传输的方法。随着“智能家居”等概念的提出，电力线通信的研究变得愈加重要。其中，耦合滤波器的研究是电力线通信研究的一个重点方向。
由于电力线本身不是专门为通信而铺设的信道，其通信环境伴随着大量噪声和干扰，极其恶劣。目前在国外，O·Bail、E·Liu、Y·Gao等人采用变压器耦合滤波的方法，设计了中心频率为50MHz、带宽为40MHz的“单端”耦合滤波器，在2005年，IEEE 1901标准完成构建，国外主流的高频宽带耦合滤波器工作带宽扩展到30MHz-100MHz之间，但国内的研究仍是通过变压器耦合，停留在窄带方向，并存在衰减和波动较大等问题，不能满足日益增长的通信需要。
技术实现要素：
本实用新型提供了一种用于220V低压电力线通信的双端耦合滤波器，解决了现有耦合滤波器衰减大，带内波动大，越来越不能满足通信稳定的需求等问题。
技术方案如下：
一种用于低压电力线通信的双端耦合滤波器，包括第一耦合滤波器、信号发生器、第二耦合滤波器、信号接收器；其中信号发生器通过输入射频线与第一耦合滤波器连接，信号接收器通过输出射频线与第二耦合滤波器连接，与第一耦合滤波器和第二耦合滤波器通过低压电力线相连。
进一步地，第一耦合滤波器和第二耦合滤波器的电路相同，均为由两个三阶T型带通滤波器组成的一个上下左右对称的工字型耦合滤波器，电路两端经过输入/输出电阻后分别连接低压电力线和信号发生器/信号接收器，用于发送端时隔离220V电压并耦合出高频信号，用于接收端时除隔离220V电压并耦合出高频信号外还能隔离电力线中的噪声。
更进一步地，耦合滤波器的电路包括第一至第五电容、第一至第五电感、第一至第四二极管；其中串联的第一电容、第一电感、第三电容、第三电感与组成一个三阶T型带通滤波器，串联的第四电容、第四电感、第五电容、第五电感与并联的第二电容、第二电感组成另一个三阶T型带通滤波器，两个三阶T型带通滤波器共用一组并联的第二电容、第二电感；第一二极管和第二二极管反向串联后并联在第一电容、第一电感和第四电容、第四电感之间；第三二极管和第四二极管反向串联后并联在第三电容、第三电感和第五电容、第五电感之间。
再进一步地，第一至第四二极管采用瞬态抑制二极管，第一至第五电容选取耐压值为400V-500V的安规电容，第二电容的容量按下式计算：
第一电容、第三电容、第四电容、第五电容的容量按下式计算：
ω0＝2πf0 (3)；
第二电感的电感量按下式计算：
第一电感、第三电感、第四电感、第五电感的电感量按下式计算：
其中L和C取值为1、ΔRL取值为1-100Ω、f0为中心频率，Bω3dB为所需的耦合滤波器带宽，通过调节电容的容量和电感的电感量获得。
有益效果：
1)本实用新型采用无源元件，能隔离强电耦合高频信号并滤除大量噪声，结构简单，成本低廉，实现了提高电力线通信的稳定性的目标。
2)通过调整电容和电感的值获得不同带宽，使通信质量更高、性能更稳定。
3)采用上下左右均对称的双端结构，不会因为插头插反、电压过大而导致电路烧毁和触电，在电网电压不稳定时，瞬态抑制二极管可以保护后面电路不被击穿，起涌浪保护作用。
附图说明
图1为用于低压电力线通信的双端耦合滤波器的结构示意图；
图2为用于低压电力线通信的双端耦合滤波器的电路示意图；
其中：V_COM为交流电源，R_COM1和R_COM2为输入电阻，C1、C2、C3、C4、C5为第一至第五电容，L1、L2、L3、L4、L5为第一至第五电感，D1、D2、D3、D4为第一至第四二极管，RL1和RL2为输出电阻，1为射频线接口，L1为射频线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明：
如图1所示一种用于低压电力线通信的双端耦合滤波器，包括第一耦合滤波器、信号发生器、第二耦合滤波器、信号接收器；其中信号发生器通过输入射频线与第一耦合滤波器连接，信号接收器通过输出射频线与第二耦合滤波器连接，与第一耦合滤波器和第二耦合滤波器通过低压电力线相连，在发端，通过信号发生器信号调制到载波频率上，然后再经过耦合滤波后进入电力线信道传输。在收端，电力线上的信号经过耦合滤波器的滤波，最后信号接收器接收信号。
第一耦合滤波器和第二耦合滤波器的电路相同，均为由两个三阶T型带通滤波器组成的一个上下左右对称的工字型耦合滤波器，双端结构能避免插头插反，电压过大导致电路烧毁和触电，电路两端经过输入/输出电阻后分别连接低压电力线和信号发生器/信号接收器，用于发送端时隔离220V电压并耦合出高频信号，用于接收端时除隔离220V电压并耦合出高频信号外还能隔离电力线中的噪声。
如图2所示，耦合滤波器的电路包括第一至第五电容、第一至第五电感、第一至第四二极管；其中串联的第一电容、第一电感、第三电容、第三电感与组成一个三阶T型带通滤波器，串联的第四电容、第四电感、第五电容、第五电感与并联的第二电容、第二电感组成另一个三阶T型带通滤波器，两个三阶T型带通滤波器共用一组并联的第二电容、第二电感；第一二极管和第二二极管反向串联后并联在第一电容、第一电感和第四电容、第四电感之间；第三二极管和第四二极管反向串联后并联在第三电容、第三电感和第五电容、第五电感之间。即设置一个T型带通滤波器，并在首尾两个电容上分别并联两个瞬态抑制二极管。耦合滤波器两端分别连接信号发生器/信号接收器)和电力线，耦合滤波器若为单端结构，会由于插头插反，电压过大而导致电路烧毁和触电，因此利用电容电感的串并联特性，将原有的T型带通滤波器设计成上下左右均对称的双端结构。当信号发生器产生原始信号，并通过耦合滤波器在电力线上进行传输后，另一边通过耦合滤波器将电力线上的信号耦合出来并传送给信号接收器。瞬变抑制二极管则可以保护后面电路不会因为电网电压不稳定被击穿，起浪涌保护作用。
第一至第四二极管采用瞬态抑制二极管，为了避免元件击穿，第一至第五电容选取耐压值为400V-500V的安规电容，第二电容的容量按下式计算：
第一电容、第三电容、第四电容、第五电容的容量按下式计算：
ω0＝2πf0 (3)；
第二电感的电感量按下式计算：
第一电感、第三电感、第四电感、第五电感的电感量按下式计算：
其中L和C取值为1，ΔRL为电力线上的输入阻抗和输出阻抗，一般取决于外接的负载和电力线网络的拓扑结构。经研究表明，其值变化范围为1Ω-100Ω之间，一般可取输入阻抗等于输出阻抗为50Ω，即RL1RL2＝R_COM1＝R_COM2＝25Ω；f0为中心频率，Bω3dB为所需的耦合滤波器带宽，能根据中心频率f0、ΔRL计算得出。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的原则和精神之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。