一種用于短波發射電路的亞倍頻程濾波器制造技術

本實用新型專利技術公開了一種用于短波發射電路的亞倍頻程濾波器，其特征是由以電信號相連的數控可編程預選低通濾波器、數控可編程前端可控增益放大器、短波發射功放模塊、分波段亞倍頻程低通濾波器、控制模塊組成。本實用新型專利技術采用前級預選濾波器與后級亞倍頻程低通濾波器相結合的復合濾波方式，濾除短波發射源的雜散與諧波分量，降低了邊帶寄生分量并極大改善了短波發射功放模塊輸出信號的頻譜特性。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及短波發射信號處理領域，特別是針對短波發射功放電路的濾波器設計。
技術介紹
短波發射機是指用于發射短波波段無線電信號的設備。其頻率范圍為1.5～30MHz。短波信道可用于電報、電話或低速數據傳輸，也可用于廣播。短波主要靠天波傳播，其經電離層反射到地面，又由地面反射至電離層，且多次反射，短波單次反射最大地面傳輸距離可達4000km，與衛星通信、有線通信、地面微波等通信手段相比，不需要建立中繼站即可實現遠距離通信。因此短波通信設備目標小、架設容易、機動性強、不易被摧毀，即使遭到破壞也容易更換修復。伴隨現代通信的發展，短波無線電通信面臨短波無線電信道擁擠，短波傳輸穩定性差及天線匹配困難的問題和不足。同時，實時選頻與自適應技術、自適應跳頻技術等現代短波通信新技術的發展對短波發射機功放電路也提出了新要求。現代短波發射機功放電路一般采用寬帶放大，在1.5～30MHz頻率范圍內保證其無失真非常困難，為減少發射機功放輸出的頻率雜散分量，一般選用低通濾波器濾除短波信號源輸出工作頻率中的雜散分量，以減少短波發射源輸出的雜散失真，但由于短波信號源的頻率范圍寬，覆蓋系數大，信號源輸出頻率中的倍頻諧波分量在其通帶范圍內不能完全濾除，導致信號源輸出信號的頻譜純度惡化，故需采用更好的濾波方案，使發射機功率級的輸出失真最小并獲得最大功率輸出。濾波器的截止轉折頻率低于相應波段輸入信號頻率的2倍程，才能夠有效地濾除工作信號頻率中的倍頻諧波雜散分量。顯然對于1.5～30MHz頻率范圍內的短波信號，最高頻率與最低頻率之比約為20，設計適用于短波波段的亞倍頻程低通濾波器，需采用分波段方式，通過分路選擇器選擇多路亞倍頻濾波器，分波段濾除倍頻諧波雜散分量，同時采取在發射機功放輸入端設計數控可編程預選低通濾波器，用復合濾波方式進一步改善輸出信號的頻譜特性，提高短波發射機功放輸出信號的質量。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題是：提供一種用于短波發射電路的亞倍頻程低通濾波器，以便克服上述現有技術存在的缺陷。本技術解決其技術問題所采用的技術方案是：由以電信號相連的數控可編程預選低通濾波器、數控可編程前端可控增益放大器、短波發射功放模塊、分波段亞倍頻程低通濾波器、控制模塊組成。所述的數控可編程預選低通濾波電路，由6階巴特沃斯型濾波器構成。通過串行通信接口在1MHz～30MHz范圍內編程，步進為1MHz，可根據輸入頻率的大小濾除其雜散分量。所述的數控可編程前端可變增益放大器，采用增益連續控制范圍為-5dB至+45dB，控制斜率為30mV/dB的可變增益放大器。所述的分波段亞倍頻程低通濾波器采用7階橢圓低通濾波器。其通帶和阻帶具有等波紋特性，有3個陷波點，能夠使濾波器達到較好的截止特性。所述的控制模塊采用ARM芯片，根據工作頻率選擇六路低通濾波器中的一路，相鄰兩路低通濾波器的截止頻率之比為具有亞倍頻程特性的1.65，分波段濾除1.5MHz～30MHz工作頻率范圍內短波已調信號源的諧波雜散分量。本技術與現有技術相比，主要有以下的優點：本技術同時采取在發射機功放輸入端設計數控預選低通濾波器和發射機功放輸出端設計亞倍頻程低通濾波器的復合濾波方式，改善輸出信號的頻譜特性，提高強短波發射機功放輸出信號的質量。數控預選濾波電路通過控制ADRF6510來實現，其6階巴特沃斯幅度響應如圖1所示，控制器通過串行通信接口在1MHz～30MHz范圍內編程，步進為1MHz，可根據輸入頻率的大小濾除其雜散分量。用于短波發射電路的亞倍頻程濾波器的設計，采用相鄰兩路低通濾波器的截止頻率之比為1.65的六路橢圓低通濾波器，通過分波段數控選擇六路亞倍頻程低通濾波器中的一路濾波器來工作，表1為本技術所設計的第一亞倍頻程濾波器測試結果，該結果表明亞倍頻程低通濾波器能有效地濾除短波發射信號源輸出的倍頻諧波雜散分量，改善了輸出信號的頻譜特性。附圖說明圖1是本技術的整體結構框圖。圖2是本技術的7階橢圓濾波器電路圖。圖3是本技術的用于短波發射電路的亞倍頻程濾波器電路圖。圖4是數控預選濾波器幅頻特性特性。圖5是第一亞倍頻程濾波器幅頻特性曲線。具體實施方式下面結合實施例及附圖對本技術作進一步說明。本技術提供的用于短波發射電路的亞倍頻程濾波器，其結構如圖1所示，由以電信號相連的數控可編程預選低通濾波器、數控可編程前端可控增益放大器、短波發射功放模塊、分波段亞倍頻程低通濾波器、控制模塊組成。所述的數控可編程預選低通濾波電路，由6階巴特沃斯型濾波器構成，控制器根據輸入已調短波信號頻率控制低通濾波器的轉折頻率，能夠有效抑制已調短波信號源的帶外噪聲和干擾雜波分量。該數控預選濾波電路選用ADRF6510，控制器通過串行通信接口在1MHz～30MHz范圍內編程，步進為1MHz，圖4給出了5位二進制頻率碼為00100時，其截止轉折頻率為5MHz時的相對幅頻特性曲線，據此可依輸入頻率的范圍選擇5位二進制頻率碼濾除帶外雜散分量。所述的數控可編程前端可變增益放大器，其增益連續控制范圍-5dB至+45dB，控制斜率為30mV/dB，通過控制模塊補償頻率范圍為1.5MHz～30MHz的己調短波信號放大器的幅頻特性，有效減小帶內波動。該可變增益放大器的輸出驅動短波發射功放模塊，將已調短波信號放大至發射機所需的功率值。所述的短波發射功放模塊，其輸出激勵分波段亞倍頻程濾波器。所述的分波段亞倍頻程低通濾波器由橢圓濾波器構成，其通帶和阻帶都具有等波紋特性，逼近特性良好。所設計的每個7階橢圓濾波器都有3個陷波點，通過合理設計各個陷波點的陷波頻率，能夠使濾波器達到較好的截止特性。該分波段亞倍頻程低通濾波器根據工作頻率采用數控芯片分波段選擇六路低通濾波器中的一路，相鄰兩路低通濾波器的截止頻率之比為具有亞倍頻程特性的1.65，分波段濾除1.5MHz～30MHz工作頻率范圍內短波已調信號源的諧波雜散分量。所述亞倍頻程低通濾波器的一個單元電路結構如圖2所示。單元濾波器根據定K型歸一化低通濾波器的數據來設計，該單元濾波器是以低通濾波器為基礎，基礎低通濾波器階數越高，濾波器截止性能越好。采用通帶和阻帶都具有等波紋特性、逼近特性良好的橢圓濾波器，再通過進一步仿真測試與單元電路調試，選定以7階橢圓濾波器作為濾波電路。其中，圖中的3個LC回路的諧振頻率決定濾波器的3個陷波點，通過控制陷波器的陷波頻率可以使橢圓濾波器具有很好的截止特性，以便有效地濾除短波發射信號源輸出的倍頻諧波分量，改善輸出信號的頻譜特性，降低邊帶寄生分量的影響。1.5MHz～30MHz的已調波短波頻率信號按覆蓋系數為1.65分成六個波段，分別為1.5MHz～2.46MHz、2.46MHz～4.08MHz、4.08MHz～6.74MHz、6.74MHz～11.12MHz、11.12MHz～18.34MHz、18.34MHz～30.27MHz。因此六路亞倍頻程低通濾波器的截止頻率分別為2本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于短波發射電路的亞倍頻程濾波器，其特征是由以電信號相連的數控可編程預選低通濾波器、數控可編程前端可控增益放大器、短波發射功放模塊、分波段亞倍頻程低通濾波器、控制模塊組成。

【技術特征摘要】
1.一種用于短波發射電路的亞倍頻程濾波器，其特征是由以電信號相連的數控可編程預選低通濾波器、數控可編程前端可控增益放大器、短波發射功放模塊、分波段亞倍頻程低通濾波器、控制模塊組成。
2.根據權利要求1所述的用于短波發射電路的亞倍頻程濾波器，其特征在于所述的數控可編程預選低通濾波電路，由可在1MHz～30MHz范圍內編程且步進為1MHz的6階巴特沃斯型濾波器構成。
3.根據權利要求1所述的用于短波發射電路的亞倍頻程濾波器，其特征在于所述的數控可編程前端可變增益放大器，采用增益連續控制范圍為-5dB至...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周嶸，陳奇華，唐靜，易子榆，
申請(專利權)人：武漢理工大學，
類型：新型
國別省市：湖北;42