| 标题 | 一种VHF频段电调谐滤波器的设计 |
| 范文 | 梁军
摘 要：设计一种用于跳频通信系统发射机和接收机前端的VHF频段电调谐滤波器。使用ADS仿真软件对电调滤波器进行结构设计和参数优化，并根据仿真结果制作了实物。实测表明，该调谐滤波器工作在88～225MHz，插入损耗不大于4dB，偏移中心频率10%带外抑制大于16.5dB，其性能指标达到设计要求，在工作频段内都具有良好的电参数指标。 关键词：电调谐滤波器；变容二极管；跳频通信 0 引言 随着电子技术的飞速发展，各种军用、民用电子设备同时使用，电磁信号密集多样，工作频率相对集中，空间电磁环境越来越复杂。跳频技术由于其出色的保密和抗干扰能力不仅在军事通信中大显身手，较好地满足了现代战争提出的电子对抗与反对抗的要求，而且在民用通信中也有良好的应用前景。 本文应用ADS仿真软件，设计了一种用于跳频通信系统发射和接收机前端的VHF频段电调谐滤波器。该电调谐滤波器设计指标是工作带宽为88～225MHz，插入损耗大于4dB，带外抑制为偏移中心频率10%大于16dB。 1 电路结构设计与实现 跳频滤波器一般有三种实现方式：开关滤波器组、开关电容阵列调谐滤波器和变容二极管电调谐滤波器。本文采用的是变容二极管电调谐滤波器，固定电感的值，通过改变变容二极管的反向偏置电压来改变变容管的电容值，从而改变滤波器的谐振频率，得到不同中心频率的滤波器。 本文设计滤波器电路结构如附图所示，滤波器的结构为双谐振T型电感耦合滤波器，两个谐振电路是完全对称的。 滤波器的输入输出端口有一个10nF的耦合电容，用来隔绝直流信号。滤波器的输入输出端口都是接50欧姆的电路，L7和L15是用来调节阻抗匹配的，当它们增大时，电路将趋于过耦合，当它们减小时，电路趋于弱耦合。L9、L10和L11、L12是两组电感抽头，由于LC并联谐振回路谐振时谐振电阻很大，本设计使用电感抽头变化使50欧姆的输入电路与高阻的谐振电路进行阻抗匹配。变容二极管受到反向偏置电压时，作为电容参与回路谐振。G1是直流稳压电源，为变容二极管提供1～25V的直流偏压。100KOhm的R3、R5为限流电阻，C3、C4为旁路电容，作为电源电压的滤波电容。L16、L17、L18组成一个T型耦合网络结构，它相对于单个电感耦合而言有更多的可调节量，和更小的耦合电感，其效果更好。两个谐振回路用电感耦合效果优于电容，用电感耦合能使两个谐振回路在整个工作频段内都较好的保持临界耦合状态，滤波器具有更好的谐振特性。 2 仿真与实物结果分析 使用ADS软件对图1的电路图进行仿真和优化，根据仿真数据制作了滤波器实物，再使用安捷伦公司的E5071C矢量网络分析仪进行测试，能得到滤波器的测试结果。 电调滤波器的仿真和实测结果如附表所示。 由上面表1可知，实测结果与仿真结果基本吻合，滤波器三个频点的插入损耗实测比仿真大1个dB左右，偏移10%的带外抑制实测比仿真小2dB，这是由于仿真是属于理想情况下的模型，实际情况时变容二极管的Q值较低，损耗较大。滤波器低端的实测插入损耗为4dB，带外抑制大于16.5dB；高端插入损耗为2.8dB，带外抑制大于23dB。滤波器上偏10%的带外抑制高于下偏10%的带外抑制，滤波器性能良好，满足设计要求。 3 结语 电调滤波器是电子对抗设备中不可或缺的重要器件，本文设计的电调滤波器具有体积小、选择性好、寄生通带远离工作频带等特点，其主要指标均达到设计要求，具有可调范围增大的优点，且调试简单，成本低廉，实用性高。对于电调滤波器而言，体积小、大功率、带外抑制高，是今后进一步研究的主要内容。 参考文献： [1]张肃文.高频电子线路[M].北京：高等教育出版社，2011. [2]森荣二.LC滤波器的设计与制造[M].北京：科学出版社，2005. [3]王燕君.一种基于ADS的电调滤波器的新设计[J].电讯技术，2012，52（3）：367-370. |
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