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双工器

双工器
双工器

双工器,又称天线共用器

双工器,又称天线共用器(BH4TAY)

双工器,又称天线共用器,是一个比较特殊的双向三端滤波器。其等效电路框图如下:

双工器既要将微弱的接受信号藕合进来,又要将较大的发射功率馈送到天线上去,且要求两者各自完成其功能而不相互影响。

一般的双工器由螺旋振腔体构成,由于其工作频率高,分布参数影响较大 常做成一个密封套体,各信号馈线均用屏蔽效果较好的同轴电缆 腔体形材也要求一定的光洁度,为利于散热,外观常为黑色,三个信号端一般采用标准高频接插件Q9或L16型高频插座。

无线通讯对双工器的要求

双工器用于移动通信和在野外作为无人值守的中转台工作,其本身就决定了它的使用环境和工作条件。

首先,我们希望双工器的体积小巧、重量轻。目前由于双工器的体积和其它一些技术问题,用于手持无线电电台的双工器还未见报道。但对于车载电台,汽车等所能提供的空间是有限的,且还有电台的布线和散热问题要考虑,因而在满足其它技术指标的前提下,双工器的小型化非常有必要。

其次,双工器必须便于安装,尤其是对某些双工器与电台分别安装时更是如此。且应当结构牢固、可*、紧凑,应能承受一定的冲击和振动,特别是用于一些地理环境比较差的地方的电台。我们知道,目前的双工器大多是分布参数决定其工作频率等指标要求的,如双工器的结构不可*,则有可能导致电台的整机指标恶化,甚至烧坏接收机,这一点尤为重要。

再者,作为中转台有时使用环境比较恶劣,这就要求双工器也能在相应的工作温度范围以内能保证通讯质量。一般来讲,双工器应有明确的工作温度范围,并有温度变化的稳定性指标,以满足整机的使用要求。

双工器的指标

1、工作频率及带宽

双工器的工作频率范围应当不窄于无线电电台本身的工作频率范围。

通常我们所说的带宽,是指电台配上双工器后接收机的输入带宽和发射机的输出带宽。对于双工器来讲,即是两个等效带阻滤波器的阻带带宽,而不是取决于通带带宽。从其频率响应曲线上看,即是两个阻带在一定衰减量时的频率范围,正如大家所知,现今的VHF、UHF无线电电台的本身,接收机的高频输入带宽一般都可在5MHz以上,发射机的高频输出带宽在10MHz以上。也就是说,无线电电台本身的高频输入、输出带宽都是比较宽的,因此要求双工器的带宽也应有一定的宽度,以克服用户在申报频率时因为带宽问题而造成的麻烦。然而,根据我国及国际上各国无线电频率管理部门的规定,用作双频双工组网的双工无线电电台,150MHz的收发频差为5.7MHz、450MHz时为10MHz 因而理想的双工器也

只能是以上相应频段的无线电电台所规定的收发频差的一半,即150MHz为2.85MHz 450MHz时为5MHz。

2、隔离度

双工器的隔离度是指两个等效带阻滤波器的阻带衰减量,除一些特定的场合外,一般双工器的接收通道和发射通道中的阻带的衰减量,也即双工器的接收端和发射端至天线端的隔离度相当的。这一点使得双工器的生产厂家在生产管理上较为方便。因为我们所说的接收端和发射端,无非是工作频率高和低的区别,如双工器的工作频率不合适,甚至是在10MHz的另一端,则只需调整和改接一下即可,而不会影响使用效果。

通常,发射端的衰减量的考虑,是使得在强接收信号的情形下,接收频率信号对发射机不产生互调干扰,一般隔离度在60db以上时即可满足要求。

接收端的衰减度的考虑,是要足以阻止发射机到天线输出的射频功率到接收机的输入端来干扰接收机的正常工作,因而双工器的接收通道是一对应于整机发射频率的带阻滤波器。

我们知道,中转台的发射功率都在25W以上,而接收灵敏度都在0.35UV左右。以此作为一个例子,也就是说,在双工器的发射通道和接收通道中,两者的电平相差约145db 对于功率大一点,接收灵敏度较高一点的中转台则相差更大。为了不至于因发射功率而影响接收机的正常工作,要对发射功率在接收机的输入端进行一定量的衰减。

一般来讲,除几个特殊的频点外,接收机的寄生抗扰性都在80db以上,当然,各种型号的中转台可能不一样,因而在考虑选用双工器之前应对无线电电台的寄生抗扰性这一指标,尤其是对于发射频率的频点上的寄生抗扰性进行测试并详细了解,以作为双工器指标确定的依据。

从上面的例子则要求双工器的接收通道中对应于发射频率的频点上至少应具有145-80=65db的衰减量,才能基本满足要求,对于射频功率大,灵敏度高的中转台则要求更大一些,一般要在80db以上。

3、插入损耗

双工器的插入损耗是指对应于通道中,通带频点对有用信号的损耗。可用公式:10LgPi Po或20LgUi Uo来表示。其中Pi、Ui表示进入双工器的信号功率或电平;Po、Uo表示从双工器出来的信号功率或电平。不言而喻,对于双工器来讲,插入损耗越小越好,特别是对发射通道而言,插入损耗小,有利于整机的输出功率的提高,效率提高,减少整机射频功放的发热量。国内双工器指标为1.2db以下,某些进口的产品中双工器的实际插入损耗在0.5db左右。如对于一台要求输出射频功率25w的中转台来说,假如所选用的双工器的插入损耗为0.5db,则要求整机射频功放输出28.1w的功率就可以了;但假如所选用的双工器的插入损耗为2db,则要求整机射频功放输出39.6w的功率。两者相差十多瓦。因而,插入损耗,特别是输入通道的插入损耗,也是一项非常重要的指标。

4、频率稳定度

双工器的频率稳定度应包括两个含义:一是本身结构的稳定性,使其分布参数具有一定的稳定度;二是其温度稳定性。

如前所述,双工器是一个分布参数的腔体滤波器,其频率响应曲线决定于腔体的分布参数。我们要求移动通信中使用的双工器应在-25OC-55OC的温度范围内具有相当的频率稳定度,不至于影响无线电电台的通讯效果,也就是说双工器的频率响应曲线应在相应的温度范围内保持其要求的频谱位置和曲线形状,通常的

双工器在工作温度范围内应具有优于+5ppm的稳定度,才能满足无线电电台的使用要求。

5、其它指标

双工器除以上讨论的指标外,还有特性阻抗,最大输入功率,驻波比等。最大输入功率是一个双工器所能承受的最大的输入功率,是双工器的一个使用安全性指标。无线电电台的天线输入阻抗和发射机的输出阻抗均为50Ω,因而要求双工器的阻抗也应为50Ω,为保证整机的安全性和通信效果,通常双工器的驻波比在1.4以下。

值得指出的是双工器的阻抗也随其分布参数而改变,因此,阻抗匹配是调试的目的之一。阻抗不匹配所造成的不良影响甚至要大于某些其它因素所造成的不良影响。

总之,双工器的指标有多项都值得考虑,但这些指标从双工器本身来讲,并不是独立的,而是相互联系的。选用时应当综合全面考虑。

双工器的调试

双工器在整机联调前应确认双工器的工作频率与无线电电台的工作频率是否一致,如相差较大时,应重新调整再联调,以避免烧坏输入高放回路。

双工器的初调一般在双工器的生产厂家进行,调整完了后,注明工作频率再出厂。但双工器在使用前,如确有必要可以按实际工作频率进行重调,具体调试方法可参照下图连接仪器,并应接上50Ω终端假负载,反复调整并将假负载和频谱分析仪对换过来,并锁紧各调整螺钉。

整机调试阶段,收发电路板调整好以后,还要对双工器进行仔细微调,以使发射功率最大,且发射接收灵敏度劣化最小。联调时一定要注意少量的、慢慢的调整,以防止烧坏接收机。因为双工器的工作频率较高,又是一个分布参数决定其特性的组件,调整时非常敏感;并防止调整完后,在锁紧的过程中,原调整的最佳点跑了。有些双工器采用自锁螺钉,不必另外再用螺母锁紧,使调试大为方便,又节省了工时成本。

双工器定义和工作原理(精)

什么是双工器??? 什么是双工器???双工器是异频双工电台,中继台的主要配件,其作用是将发射和接收讯号相隔离,保证接收和发射都能同时正常工作.它是由两组不同频率的阻带滤波器组成,避免本机发射信号传输到接收机。一般双工器由六个阻带滤波器(陷波器)组成,各谐振于发射和接收频率。接收端滤波器谐振于发射频率,并防指发射功率串入接收机,发射端滤波器谐振于接收频率。有些双工器不标发射和接收端而只标LOW和HIGH ,如某双工器LOW=450, HIGH=460, 表示LOW端可联接450兆接收机HIGH端联接460兆发射机,也可将LOW端联接450兆发射机,HIGH端联接460兆接收机,收发频率可颠倒使用,但是不能将发射频率460的机器接置双工器450兆一端以免损坏电台和双工器。 双工器选用:应根据电台发射接收频率定制双工器。400兆收发频率差10MHZ双工器的工作带宽在+-250kHZ可保证隔离度90db左右,单频点工作隔离度可达120db..当使用频率超过双工器额定带宽时,收发隔离度将急剧下降发射驻波增大,接收电路因受发射部分影响灵敏度下降不能正常工作。业余无线中转台U段一般收发差5兆HZ 使用的双工器采用窄带设计,可保证隔离度不下降但工作带宽变窄为+-100KHZ. 实践证明使用双工器比用两颗天线收发效果要好。 双工器的原理 双工器的结构 双工器,又称天线共用器,是一个比较特殊的双向三端滤波器。双工器既要将微弱的接受信号藕合进来,又要将较大的发射功率馈送到天线上去,且要求两者各自完成其功能而不相互影响一般的双工器由螺旋振腔体构成,由于其工作频率高,分布参数影响较大常做成一个密封套体,各信号馈线均用屏蔽效果较好的同轴电缆腔体形材也要求一定的光洁度,为利于散热,外观常为黑色,三个信号端一般采用标准高频接插件Q9或L16型高频插座无线通讯对双工器的要求 双工器用于移动通信和在野外作为无人值守的中转台工作,其本身就决定了它的使用环境和工作条件。 首先,我们希望双工器的体积小巧、重量轻。目前由于双工器的体积和其它一些技术问题,用于手持无线电话机的双工器还未见报道。但对于车载无线电话机,汽车等所能提供的空间是有限的,且还有无线电话机的布线和散热问题要考虑,因而在满足其它技术指标的前提下,双工器的小型化非常有必要。 其次,双工器必须便于安装,尤其是对某些双工器与无线电话机分别安装时更是如此。且应当结构牢固、可*、紧凑,应能承受一定的冲击和振动,特别是用于一些地理环境比较差的地方的无线电话机。我们知道,目前的双工器大多是分布参数决定其工作频率等指标要求的,如双工器的结构不可*,则有可能导致无线电话机的整机指标恶化,甚至烧坏接收机,这一点尤为重要。 再者,作为中转台有时使用环境比较恶劣,这就要求双工器也能在相应的工作温度范围以内能保证通讯质量。一般来讲,双工器应有明确的工作温度范围,并有温度变化的稳定性指标,以满足整机的使用要求。[ 双工器的指标 1、工作频率及带宽 双工器的工作频率范围应当不窄于无线电话机本身的工作频率范围。 通常我们所说的带宽,是指无线电话机配上双工器后接收机的输入带宽和发射机的输出带宽。对于双工器来讲,即是两个等效带阻滤波器的阻带带宽,而不是取决于通带带宽。从其频率响应曲线上看,即是两个阻带在一定衰减量时的频率范围,正如大家所知,现今的VHF、UHF无线电话机的本身,接收机的高频输入带宽一般都可在5MHz以上,发射机的高频输出带宽在10MHz以上。也就是

双工器定义和工作原理

双工器定义和工作原理

什么是双工器??? 什么是双工器???双工器是异频双工电台,中继台的主要配件,其作用是将发射和接收讯号相隔离,保证接收和发射都能同时正常工作.它是由两组不同频率的阻带滤波器组成,避免本机发射信号传输到接收机。一般双工器由六个阻带滤波器(陷波器)组成,各谐振于发射和接收频率。接收端滤波器谐振于发射频率,并防指发射功率串入接收机,发射端滤波器谐振于接收频率。有些双工器不标发射和接收端而只标LOW和HIGH ,如某双工器LOW=450, HIGH=460, 表示LOW端可联接450兆接收机HIGH端联接460兆发射机,也可将LOW端联接450兆发射机,HIGH端联接460兆接收机,收发频率可颠倒使用,但是不能将发射频率460的机器接置双工器450兆一端以免损坏电台和双工器。 双工器选用:应根据电台发射接收频率定制双工器。400兆收发频率差10MHZ双工器的工作带宽在+-250kHZ可保证隔离度90db左右,单频点工作隔离度可达120db..当使用频率超过双工器额定带宽时,收发隔离度将急剧下降发射驻波增大,接收电路因受发射部分影响灵敏度下降不能正常工作。业余无线中转台U段一般收发差5兆HZ 使用的双工器采用窄带设计,可保证隔离度不下降但工作带宽变窄为+-100KHZ. 实践证明使用双工器比用两颗天线收发效果要好。 双工器的原理 双工器的结构 双工器,又称天线共用器,是一个比较特殊的双向三端滤波器。双工器既要将微弱的接受信号藕合进来,又要将较大的发射功率馈送到天线上去,且要求两者各自完成其功能而不相互影响一般的双工器由螺旋振腔体构成,由于其工作频率高,分布参数影响较大常做成一个密封套体,各信号馈线均用屏蔽效果较好的同轴电缆腔体形材也要求一定的光洁度,为利于散热,外观常为黑色,三个信号端一般采用标准高频接插件Q9或L16型高频插座无线通讯对双工器的要求 双工器用于移动通信和在野外作为无人值守的中转台工作,其本身就决定了它的使用环境和工作条件。 首先,我们希望双工器的体积小巧、重量轻。目前由于双工器的体积和其它一些技术问题,用于手持无线电话机的双工器还未见报道。但对于车载无线电话机,汽车等所能提供的空间是有限的,且还有无线电话机的布线和散热问题要考虑,因而在满足其它技术指标的前提下,双工器的小型化非常有必要。 其次,双工器必须便于安装,尤其是对某些双工器与无线电话机分别安装时更是如此。且应当结构牢固、可*、紧凑,应能承受一定的冲击和振动,特别是用于一些地理环境比较差的地方的无线电话机。我们知道,目前的双工器大多是分布参数决定其工作频率等指标要求的,如双工器的结构不可*,则有可能导致无线电话机的整机指标恶化,甚至烧坏接收机,这一点尤为重要。 再者,作为中转台有时使用环境比较恶劣,这就要求双工器也能在相应的工作温度范围以内能保证通讯质量。一般来讲,双工器应有明确的工作温度范围,并有温度变化的稳定性指标,以满足整机的使用要求。[ 双工器的指标 1、工作频率及带宽 双工器的工作频率范围应当不窄于无线电话机本身的工作频率范围。 通常我们所说的带宽,是指无线电话机配上双工器后接收机的输入带宽和发射机的输出带宽。对于双工器来讲,即是两个等效带阻滤波器的阻带带宽,而不是取决于通带带宽。从其频率响应曲线上看,即是两个阻带在一定衰减量时的频率范围,正如大家所知,现今的VHF、UHF无线电话机的本身,接收机的高频输入带宽一般都可在5MHz以上,发射机的高频输出带宽在10MHz以上。也就是

滤波器基本知识

有源滤波器Active Filter(信号分离电路) 测量系统从传感器拾取的信号往往包含噪声和许多与被测量无关的信号,并且原始的测量信号经传输、放大、变换、运算及各种其它处理过程,也会混入各种不同形式的噪声,从面影响测量精度。 这些噪声一般随机性很强,很难从时域中直接分离,但限于其产生的机理,其噪声功率是有限的,并按一定规律分布于频率域中某一特定频带中。 滤波器(信号分离电路):从频域中实现对噪声的抑制,提取所需要的信号,是各种测控系统中必不可少的组成部分。 对滤波器的要求:(1)滤波特性好;(2)级联特性好(输入,输出); (3)滤波频率便于改变 滤波器举例: 心电信号的滤波:主要受到50Hz的工频干扰,采用50Hz陷波(带阻)滤波器。

一.滤波器的基本知识 ⒈按处理信号的形式分类:模拟:连续的模拟信号 (又分为:无源和有源) 数字:离散的数字信号。 ⒉理想滤波器对不同频率的作用: 通带内,使信号受到很小的衰减而通过。阻带内,使信号受到很大的衰减而抑制,无过渡带。

⒊按频谱结构分为5种类型: 滤波器对信号不予衰减或以很小衰减让其通过的频段称为通带;对信号的衰减超过某一规定值的频段称为阻带;位于通带和阻带之间的频段称为过渡带。根据通带和阻带所处范围的不同,滤波器功能可分为以下几种: 低通(Low Pass Filter) 高通(High Pass Filter) 带通(Band Pass Filter) 带阻(Band Elimination Filter) 全通(All Pass Filter)(理想)各种频率信号都

能通过,但不同的频率信号的相位有不同的变化, 一种移相器。 图2-2 按频谱结构分类的各种滤波器的衰减(1-幅频)特性 几个定义: (1)通带的边界频率:一般来讲指下降—3dB即对应的频率。 (2)阻带的边界频率:由设计时,指定。 (3)中心频率:对于带通或带阻而言,用f0或ω0表示。 (4)通带宽度:用Δf0或Δω0表示。 (5)品质因数:衡量带通或带阻滤波器的选频特性。定义为: Q=f0/Δf0或ω0/Δω0,Q值越高,选频性能越好。

电源滤波器基本知识

术语定义 1. 额定电压 EMI滤波器用在指定电源频率的工作电压(中国:250V, 50Hz,欧洲:230V, 50Hz;美国:115V, 60Hz) 2. 额定电流 在额定电压和指定温度条件下(常为环境温度40C), EMI滤波器所允许的最大连续工作电流(Imax)。在其他环境温度下的最大允许工作电流是环境温度的函数,可用如下公式得出: 3. 试验电压 在EMI滤波器的指定端子之间和规定时间内施加的电压。试验电压分为两种,一种是加载在电源(或负载)端子之间,称为线-线试验电压;另一种是加载在电源(或负载)任一端与接地端(或滤波器金属外壳)之间,称为线-地试验电压。4. 泄漏电流 EMI滤波器加载额定电压后,断开滤波器的接地端与电源安全地线的条件下,测得接地端到电源(或负载)任一端间的电流,该值直接与接地电容的容量有关,可由如下公式得出: 其中 F为工作频率, C为接地电容的容量, V为线-地电压 5. 插入损耗 是衡量滤波器效果的指标。指的是在一定条件下,EMI滤波器对干扰信号的衰减能力。它用滤波器插入前信号源直接传送给负载的功率和插入后传送给负载的功率的对数来描述。在50Q系统内测试时,可用下式来表示: IL=20Lg(E0/E1) 其中,IL- 插入损耗(单位:dB) EO-负载直接接到信号源上的电压 E1-插入滤波器后负载上的电压

6. 气候等级指EMI滤波器的工作环境等级,按IEC规定应按以下方式标注: XX/XXX/XX 前 2 位数字代表滤波器的最低工作温度中间数字代表滤波器的最高工作温度后 2 位数字代表质量认定时在规定稳态湿热条件下的试验天数 7. 绝缘电阻 绝缘电阻是指滤波器相线,中线对地之间的阻值。通常用专用绝缘电阻表测试。 8. 电磁干扰(EMI) 电磁干扰经常与无线电频率干扰(RFI )交替使用。从技术上来说,EMI指的是能量形式(电磁),然而RFI指的是噪声频率的范围。滤波器用以消除EMI和RFI 中的多余电磁能。 9. 频率范围 电磁能量的频率带宽常用赫兹(Hz,每秒循环次数),千赫(KHz,每秒循环千次数)表示。电源滤波器的典型频率范围在150kHz to 30MHz (超过30MHz即为辐射)10. 阻抗失配 为了达到更好的滤波效果,要使滤波器与它的源阻抗和负载阻抗失配。如图所示。 11. 工作频率 电源滤波器的工作频率标称值为50/60Hz(中国、欧洲等为50Hz;北美为60Hz)。然而,电源滤波器在直流或400Hz的情况下工作,并不会损害其效力。 二、滤波器的作用 1. 什么是射频干扰(RFI)? RFI 是指产生在无线电通讯时,所用频率范围内的一种多余的电磁能。传导现象的频率范围介于10kHz到30MHN间;辐射现象的频率范围介于30MHz到1GHz间。 2. 为何要关注RFI? 之所以必须考虑RFI,基于两点原因:(1)他们的产品必须在其工作环境下正常运行,然而该工作环境常常伴随有严重的R F I。(2)他们的产品不能辐射RFI,以确保不干扰对健康及安全都至关重要的射频(RF)通讯。法律已对可靠的RF 通讯做出了规定,以确保电子设备的RFI 控制。 3. 什么是RFI 的传播模式?

双工器的原理

1、双工器的原理 同时可以使信号出,入而互不干扰的电路或装置就是双工器。在不同频段使用其电路或结构有极大的差异。不可笼统而言之。无论那个频段使用的双工器,设计都颇费时日。 对于公司的产品,2.4G频段的产品,我们使用了双工器同时进行发射和接收。但是对于5.8G频段的产品,我们却没有使用,发射和接收分开搞定。 对于不同的平台,hadl,wdct,dect好像又不一样。 主要就是TX发射RX接收的两个工作面。也可以说是滤波器 900MHZ。和1800MHZ 现在最常用的双工(duplexer)器有空气腔和介质双工器,它是利用介质的不同体积的共振特性,对收和发频点都是带通,要求收发不同频.它和环行器(circular )的最大区别是双工器用来传输良种不同频率的信号,而环行器则用来发射和接受同频率的信号. 以下是引用爱拼才会赢1225 在2006-9-25 下午9:21 的发言 请教环行器与双工器的关系 双工器是不是环行器的特殊应用 不能那样讲,比如说异频双工器根本不需要环行器。而是两个经过特殊设计的能够并联工作的高低通滤波器。 双工器的结构 双工器,又称天线共用器,是一个比较特殊的双向三端滤波器。双工器既要将微弱的接受信号藕合进来,又要将较大的发射功率馈送到天线上去,且要求两者各自完成其功能而不相互影响一般的双工器由螺旋振腔体构成,由于其工作频率高,分布参数影响较大 常做成一个密封套体,各信号馈线均用屏蔽效果较好的同轴电缆 腔体形材也要求一定的光洁度,为利于散热,外观常为黑色,三个信号端一般采用标准高频接插件Q9或L16型高频插座无线通讯对双工器的 要求[!21ki@][@21ki!] [!21ki@][@21ki!] 双工器用于移动通信和在野外作为无人值守的中转台工作,其本身就决定了它的 使用环境和工作条件。[!21ki@][@21ki!] 首先,我们希望双工器的体积小巧、重量轻。目前由于双工器的体积和其它一些技术问题,用于手持无线电话机的双工器还未见报道。但对于车载无线电话机,汽车等所能提供的空间是有限的,且还有无线电话机的布线和散热问题要考虑,因而在满足其它技术指标的前提下,双工器的小型化非常有必要。 [!21ki@][@21ki!] 其次,双工器必须便于安装,尤其是对某些双工器与无线电话机分别安装时更是如此。且应当结构牢固、可*、紧凑,应能承受一定的冲击和振动,特别是用于一些地理环境比较差的地方的无线电话机。我们知道,目前的双工器大多是分布参数决定其工作频率等指标要求的,如双工器的结构不可*,则有可能导致无线电话机的整机指标恶化,甚至烧坏接收机,这一点尤为重要。[!21ki@][@21ki!]

双工器在中继台上的作用

双工器的结构双工器,又称天线共用器,是一个比较特殊的双向三端滤波器。其等效电路框图如下:双工器既要将微弱的接受信号藕合进来,又要将较大的发射功率馈送到天线上去,且要求两者各自完成其功能而不相互影响。一般的双工器由螺旋振腔体构成,由于其工作频率高,分布参数影响较大常做成一个密封套体,各信号馈线均用屏蔽效果较好的同轴电缆腔体形材也要求一定的光洁度,为利于散热,外观常为黑色,三个信号端一般采用标准高频接插件Q9或L16型高频插座。无线通讯对双工器的要求 双工器用于移动通信和在野外作为无人值守的中转台工作,其本身就决定了它的使用环境和工作条件。首先,我们希望双工器的体积小巧、重量轻。目前由于双工器的体积和其它一些技术问题,用于手持无线电话机的双工器还未见报道。但对于车载无线电话机,汽车等所能提供的空间是有限的,且还有无线电话机的布线和散热问题要考虑,因而在满足其它技术指标的前提下,双工器的小型化非常有必要。其次,双工器必须便于安装,尤其是对某些双工器与无线电话机分别安装时更是如此。且应当结构牢固、可*、紧凑,应能承受一定的冲击和振动,特别是用于一些地理环境比较差的地方的无线电话机。我们知道,目前的双工器大多是分布参数决定其工作频率等指标要求的,如双工器的结构不可*,则有可能导致无线电话机的整机指标恶化,甚至烧坏接收机,这一点尤为重要。再者,作为中转台有时使用环境比较恶劣,这就要求双工器也能在相应的工作温度范围以内能保证通讯质量。一般来讲,双工器应有明确的工作温度范围,并有温度变化的稳定性指标,以满足整机的使用要求。双工器的指标1、工作频率及带宽双工器的工作频率范围应当不窄于无线电话机本身的工作频率范围。通常我们所说的带宽,是指无线电话机配上双工器后接收机的输入带宽和发射机的输出带宽。对于双工器来讲,即是两个等效带阻滤波器的阻带带宽,而不是取决于通带带宽。从其频率响应曲线上看,即是两个阻带在一定衰减量时的频率范围,正如大家所知,现今的VHF、UHF无线电话机的本身,接收机的高频输入带宽一般都可在5MHz以上,发射机的高频输出带宽在10MHz以上。也就是说,无线电话机本身的高频输入、输出带宽都是比较宽的,因此要求双工器的带宽也应有一定的宽度,以克服用户在申报频率时因为带宽问题而造成的麻烦。然而,根据我国及国际上各国无线电频率管理部门的规定,用作双频双工组网的双工无线电话机,150MHz的收发频差为5.7MHz、450MHz时为10MHz因而理想的双工器也只能是以上相应频段的无线电话机所规定的收发频差的一半,即150MHz为2.85MHz450MHz时为5MHz。2、隔离度双工器的隔离度是指两个等效带阻滤波器的阻带衰减量,除一些特定的场合外,一般双工器的接收通道和发射通道中的阻带的衰减量,也即双工器的接收端和发射端至天线端的隔离度相当的。这一点使得双工器的生产厂家在生产管理上较为方便。因为我们所说的接收端和发射端,无非是工作频率高和低的区别,如双工器的工作频率不合适,甚至是在10MHz的另一端,则只需调整和改接一下即可,而不会影响使用效果。通常,发射端的衰减量的考虑,是使得在强接收信号的情形下,接收频率信号对发射机不产生互调干扰,一般隔离度在60db以上时即可满足要求。接收端的衰减度的考虑,是要足以阻止发射机到天线输出的射频功率到接收机的输入端来干扰接收机的正常工作,因而双工器的接收通道是一对应于整机发射频率的带阻滤波器。我们知道,中转台的发射功率都在25W以上,而接收灵敏度都在0.35UV左右。以此作为一个例子,也就是说,在双工器的发射通道和接收通道中,两者的电平相差约145db对于功率大一点,接收灵敏度较高一点的中转台则相差更大。为了不至于因发射功率而影响接收机的正常工作,要对发射功率在接收机的输入端进行一定量的衰减。一般来讲,除几个特殊的频点外,接收机的寄生抗扰性都在80db以上,当然,各种型号的中转台可能不一样,因而在考虑选用双工器之前应对无线电话机的寄生抗扰性这一指标,尤其是对于发射频率的频点上的寄生抗扰性进行测试并详细了解,以作为双工器指标确定的依据。从上面的例子则要求双工器的接收通道中对应于发射频率的频点上至少应具有145-80=65db的衰减量,才能基本满足要求,对于射频功率大,灵敏度高的中转台则要求更大一些,一般要在80db以上。3、插入损耗双工器的插入损耗是指对应于通道中,通带频点对有用信号的损耗。可用公式:10LgPiPo或20LgUiUo来表示。其中Pi、Ui表示进入双工器的信号功率或电平;Po、Uo表示从双工器出来的信号功率或电平。不言而喻,对于双工器来讲,插入损耗越小越好,特别是对发射通道而言,插入损耗小,有利于整机的输出功率的提高,效率提高,减少整机射频功放的发热量。国内双工器指标为1.2db以下,某些进口的产品中双工器的实际插入损耗

双工器的课程设计

湖南工业大学 课程设计 资料袋 计算机与通信学院(系、部)2013 ~ 2014 学年第 2 学期课程名称移动通信指导教师陈卫兵职称教授 学生姓名张帝专业班级通信1104班学号11408200401 题目双工器 成绩起止日期2014 年05 月11 日~2014 年05 月19 日 目录清单

湖南工业大学 课程设计任务书 2013 —2014 学年第2 学期 计算机与通信学院通信工程专业通信114 班级课程名称:移动通信 设计题目:双工器 完成期限:自2014 年 5 月11 日至2014 年 5 月19 日共 1 周 指导教师(签字):年月日系(教研室)主任(签字):年月日

移动通信 设计说明书 双工器 起止日期: 2014年 05 月 11 日至 2014年 05 月 19 日 学生姓名张帝 班级通信工程1104 学号11408200401 成绩 指导教师(签字) 计算机与通信学院 2014年 05 月 19 日

指导教师(签字):年月日系(教研室)主任(签字):年月日

双工器 一、设计原理 移动通信设备的收发信机一般都共用一根天线。单工电台用继电器开关或电子开关切换天线,使之交替连接接收机及发射机。而双工电台收发信机则通过双工器共用一根天线,使收、发通信互不影响,如图1所示。 图1 双工器与接收机、发射机及天线连接示意图 在频分双工体制下,收、发信频率之间通常要遵守表1规定的频率间隔。由表1可见,双工收发频率必须有足够大的相对频率间隔,才可能制造出具有良好收发频率隔离的双工器。 表1 双工收发频率间隔 双工器应具有良好的收发频率隔离特性,即收发信号各行其道,不影响对方电路的正常工作:发射信号经过双工器只到达天线,而不串入接收机;天线收到的信号只到达接收机,而不串入发射机,这两方面性能要求前者更为重要一些。若发射机信号串入接收机,会产生两个不利影响:一是发射频率的强信号使接收机前级产生阻塞,甚至将其烧毁;二是发射信号的边带噪声落入接收机通带内,使接收机输出信噪比恶化。这两方面的影响都会使接收机在双工工作时接收灵敏度下降。 双工器电路由图2所示的带阻型及带通型两类,都是通过滤波将收、发信号区分开来,其工作原理一目了然。

非常好的滤波器基础知识

非常好的滤波器基础知识 滤波器是射频系统中必不可少的关键部件之一,主要是用来作频率选择----让需要的频率信号通过而反射不需要的干扰频率信号。经典的滤波器应用实例是接收机或发射机前端,如图1、图2所示: 从图1中可以看到,滤波器广泛应用在接收机中的射频、中频以及基带部分。虽然对这数字技术的发展,采用数字滤波器有取代基带部分甚至中频部分的模拟滤波器,但射频部分的滤波器任然不可替代。因此,滤波器是射频系统中必不可少的关键性部件之一。滤波器的分类有很多种方法。例如:按频率选择的特性可以分为:低通、高通、带通、带阻滤波器等; 按实现方式可以分为:LC滤波器、声表面波/体声波滤波器、螺旋滤波器、介质滤波器、腔体滤波器、高温超导滤波器、平面结构滤波器。 按不同的频率响应函数可以分为:切比雪夫、广义切比雪夫、巴特沃斯、高斯、贝塞尔函数、椭圆函数等。 对于不同的滤波器分类,主要是从不同的滤波器特性需求来描述滤波器的不同特征。 滤波器的这种众多分类方法所描述的滤波器不同的众多特征,集中体现出了实际工程应用中对滤波器的需求是需要综

合考量的,也就是说对于用户需求来做设计时,需要综合考虑用户需求。 滤波器选择时,首先需要确定的就是应该使用低通、高通、带通还是带阻的滤波器。 下面首先介绍一下按频率选择的特性分类的高通、低通、带通以及带阻的频率响应特性及其作用。 巴特沃斯切比雪夫带通滤波器 巴特沃斯切比雪夫高通滤波器 最常用的滤波器是低通跟带通。低通在混频器部分的镜像抑制、频率源部分的谐波抑制等有广泛应用。带通在接收机前端信号选择、发射机功放后杂散抑制、频率源杂散抑制等方面广泛使用。滤波器在微波射频系统中广泛应用,作为一功能性部件,必然有其对应的电性能指标用于描述系统对该部件的性能需求。对应不同的应用场合,对滤波器某些电器性能特性有不同的要求。描述滤波器电性能技术指标有: 阶数(级数) 绝对带宽/相对带宽 截止频率 驻波 带外抑制 纹波 损耗

EMI电源滤波器基本知识介绍

EMI电源滤波器基本知识介绍 电磁干扰(EMI)电源滤波器(以下简称滤波器)是由电感、电容组成的无源器件。实际上它起两个低通滤波器的作用,一个衰减共模干扰另一个衰减差模干扰。它能在阻带(通常大于10KHz)范围内衰减射频能量而让工频无衰减或很少衰减地通过。EMI电源滤波器是电子设备设计工程师控制传导干扰和辐射电磁干扰 的首选工具 (一)EMI电源滤波器部分技术参数简介 插入损耗 滤波器的插入损耗是不加滤波器时从噪声源传递到负载的噪声电压与接入滤波器时负载上的噪声电压之比。插入损耗衡量EMI电源滤波器电性能的重要参数,用下式表示:Eo IL=20log--- E 式中:Eo------不加滤波器时,负载上的干扰噪声电平。 E------接入滤波器后,同一负载上的干扰噪声电平。 干扰方式有共模干扰和差模干扰两种,其定义为:共模干扰:叠加于火线(P)、零线(N)和地线(E)之间的干扰电压。 差模干扰:叠加于火线(P)和零线(N)之间的干扰电压。 因此插入损耗又分为共模插入损耗和差模插入损耗,插入损耗的测试原理图 如下:

泄漏电流:滤波器的泄漏电流是指在250VAC的电压下,火线和零线与外壳间流过的电流。它主要取决于滤波器中的共模电容。从插入损 耗考虑,共模电容越大,电性能越好,此时,漏电流也越大。但从安全方面考虑,泄漏电流又不能过大,否则不符合安全标准要求。尤其是一些 医疗保健设备,要求泄漏电流尽可能小。因此,要根据具体设备要求来确定共模 电容的容量。泄漏电流测试电路如下所示 耐压测试 为确保(交流)电源滤波器的质量,出厂前全部进行耐压测试。测试标准为: 火线与地线(或零线与地线)之间施加频率为50Hz的1500VAC高压,时 间一分钟,不发生放电现象和咝咝声。 火线与零线之间施加1450V直流高压,时间一分钟,不发生放电现象和咝 咝声 (二)EMI电源滤波器的选用 根据设备的额定工作电压、额定工作电流和工作频率来确定滤波器的类型。滤波器的额定工作电流不要取的过小,否则会损坏滤波器或降低滤波器的寿命。但额定工作电流也不要取的过大,这是因为电流大会增大滤波器的体积或降低滤波器的电性能,为了既不降低滤波器的电性能,又能保证滤波器安全工作,一般按设备额定电流的1.2倍来确定滤波器的额定工作电流。 根据设备现场干扰源情况,来确定干扰噪声类型,是共模干扰还是差模干扰,这样才能有针对性的选用滤波器。如不能确定干扰类型,可通过实际试探来确定

双工器的频率温度系数

双工器的频率温度系数 柳光福刘启明 (上海埃德电磁技术有限公司,上海 200237) 摘要:本文详细的叙述了测试GSM移动通信基站中900MHz和1800MH两种双工器的频率温度系数的方法和具体数据,从网络理论和实际工艺两方面分析了双工器因温度变化产生较大频率偏移的主要原因,总结出预防频率偏移的设计方法。 关健词:频率温度系数,梳状线同轴谐振腔,传输极点 Frequency Temperature Coefficient of Diplexers Liu,Guang-fu and Liu,Qi-ming (AERODEV Electromagnetic Tech Inc., Shanghai 200237, China)Abstract: Frequency temperature coefficients of diplexers serving in 800MHz and 1800MHz GSM mobile communication systems were measured and recorded in this paper. The main causes impacted the variety of frequency temperature coefficient were analyzed from the both sides of network synthesis theory and technologies in detail. The methods are recommended for controlling frequency temperature coefficient is improved. Key words: frequency temperature coefficient; Combline coaxial resonator; transmission pole 1 前言 移动通信是很有前途的新技术,在世界各国得到空前的发展和应用。在短短的几年内,我国的移动电话用户就跃居世界之首,我国通信信息产业的发展取得了举世属目的成就。现在,我国具有自主知识产权的DT-SCDMA第三代移动通信技术已经日臻成熟,正在酝酿实际应用。 另一方面,不管在现行移动通信(如GSM)基站中,还是频分体制的第三代移动通信基站中(如WCDMA),都会用双工器与天线的搭配来同时实现通信信号的发送和接收。双工器在移动通信系统中扮演着重要的角色,它的温度特性直接关系到通信的质量的系统的稳定。 由于种种原因,双工器几乎都是用铝材料加工,然后再镀银的工艺来制造。但是,铝材料的热膨胀系数比铜和钢大,这就存在一个问题,即双工器的特性(含传输、阻抗和相位特性等)会随温度变化出现较大的偏移。 大家知道,实际上双工器就是同时包括接收和发射滤波器的一种微波器件,其中的接收和发射滤波器就是按微波滤波器的理论来设计和制造的。我们讨论双工器的频率温度系数,就是讨论微波滤波器的温度特性。本文主要讨论双工器内的滤波器的传输特性(即幅-频特性)的温度系数,即频率温度系数。当然,这里述及的方法也能用于双工器、微波滤波器阻

双工器设计全集(五)CST仿真单腔

双工器设计全集(五)CST仿真单腔 目的:我们运用此软件在这个章节,我们可以学习在这个软件里面,微波工作室针对射频这个模块,腔体内部结构摆放的所有参数的结论的仿真步骤的进行了解,在这里我就学习腔体的的单个腔数的一个具 体尺寸及频率进行仿真,将得出一个非常精确的数据: 1):整个单腔的中心频率。 2):谐振柱的内外半径,高度的具体尺寸。 3):调谐杆的深度尺寸。 首先,我们来打开软件: 在上面的图形就是此软件的桌面,此软件功能相当强大,涉及到多个设计领域,其运用非常广泛,总共有八个模快,针对我们的产品性能来看,我们就只针对第一个模块,微波工作室来运用。首先我们来警醒简单的模块选择,点击“resonotar”。

点击“resonotar”后,就会弹出下图的桌面:现在我们要知道,进行一个单腔仿真,我们可以分为3个部分来完成,及建立模型,参数设置,计算结果。

下面的图标是我们接下来要建立模型要用到的按键。 根据我们产品设计的需要,看个人排腔习惯,我们的单腔仿真也可以分为方腔,圆腔及不规则腔结构,如果是圆腔就点击上图标中的圆柱体,画一个圆柱体,给出它的具体参数值,如果是一个不规则腔就要给出你排腔中的边具体尺寸,如若是一个方腔就给出它的长宽高尺寸,我们来看看这里要用到的例子方腔单枪仿真,至于以后两种其实已很简单,如若需要我们后面在介绍首先,点击上面图标矩形,按ESC键,就会弹出下面的对话框。 我们要进行参数化建模,以便记录计算的参数; a,b,c从下面的对话框我们可以得出这样的结论。他们分别代表腔体的长度,宽度,高度。 腔体的长度设置:

c,腔体的高度设置: 根据上述的步骤,我们就建立好了长宽尺寸为30mm,高度为42mm的一个立方体。下图为此立方体的可视化效果图; 具体参数目录表:假如我们的设计达不到理想要求,我们可以通过下面的修改参数进行重新运算,就不用逐一去建模步骤里面找设置参数啦!

滤波器简介

微波滤波器是用来分离不同频率微波信号的一种器件。 微波滤波器按作用分类,可划分为低通滤波器,高通滤波器,带通滤波器和带阻滤波器等四种类型的。 为了描述微波滤波器的滤波特性,一般常用的是插入衰减随频率变化的曲线。插入衰减的定义为: 式中Pi 为微波滤波器所接信号源的最大输出功率,P L 为微波滤波器的负载吸收功率。 微波滤波器的主要技术指标有:工作频带的中心频率、带宽、通带内允许的最大衰减、阻带内允许的最小衰减、阻带向通带过渡时的陡度和通带内群时延的变化等。 一、利用四分之一波长传输线并联电抗元件的滤波器 微波滤波器的结构是:在一特性阻抗为Z 0的传输线上,每隔λp /4的距离就并接一个电抗性元件(它的实际结构可以是短路支线、膜片或螺钉),设其阻抗分别为Z 1、Z 2、Z 3、Z 4、Z 5和Z 6,R L 是滤波器所接的负载。如图。 L i A P P L log 10=

二:利用高低阻抗线构成的滤波器 下图是利用高低阻抗线构成的微波滤波器的原理性示意图及其等效电路。适当选取每段传输线的长度和它的特性阻抗,并按一定顺序把它们级联在一起,就构成了这种型式的滤波器。 高低阻抗线的结构示意图及其等效电路 实际中应用的微波滤波器远不止上面讲的这些,例如,利用耦合传输线之间的相互作用,利用谐振腔或许多谐振腔的级联等,都可以构成微波滤波器。 Reference:| 近代物理实验室(Google 学术)

优译主要生产: 同轴隔离器、嵌入式(带线)隔离器、宽带隔离器、双节隔离器、表面封装(SMT)隔离器、微带(基片)隔离器、波导隔离器、高功率隔离器、同轴环形器、嵌入式(带线)环形器、宽带环形器、双节环形器、表面封装(SMT)环形器、微带(基片)环形器、波导环形器、高功率环形器、同轴衰减器、同轴终端(负载)、滤波器、放大器、功分器、电桥、定向耦合器、波导同轴转换、双工器/三工器等微波通讯产品,更多产品可参考优译官网:https://www.sodocs.net/doc/541153751.html,

带短路支节的FSS双工器设计详细讲解

带短路支节的FSS双工器设计详细讲解 1、引言双工器在微波中继通信、微波通信、雷达、电子对抗及微波测量仪表中都得到极其广泛的应用。膜片波导滤波器具有体积小,损耗低,Q值高等优点,因此受到关注,与传统使用的双工器相比,波导型双工器省掉了环行器,故而结构紧凑,一体化程度高。此外波导型双工器还具有隔离性好的优点,因此受到普遍关注。目前国内一般采用等效电路法设计波导型双器。等效电路法是一种近似的方法,利用该法设计的双工器综合精度低,很难满足高性能、高指标要求的场合。近年来,将高精度的模式匹配法等技术应用于波导无源器件中,得到了所设计器件的实测值与电磁仿真软件综合优化值相当吻合的优良结果。 2、双工器设计理论图1为双工器结构图,角孔式膜片作为谐振腔,而四分之一波长波导作为耦合器。我们在知道设计指标的情况下,可以根据经典微波理认来求得角孔膜片的大小。 滤波器模型设计所需要的参数,谐振频率f0,有载品质因数Qi。对应于集总参数电路的关系由(1)和(2)式给出: 图2所示,据经典微波理论和等效电路法,便可以初步设计滤波器及双工器。 工程中对双工器的指标要求越来越高,有时会要-100dB的隔离度。显然,运用传统的腔体滤波技术难以设计出体积小,隔离度高的双工器。 在结构模型(图1)的基础上运用短路支节技术,可以设计出体积小,性能良好的双工器。以两个FSS膜片和一个短路支节作为一个单元来研究它的特性。通过改变短路支节的宽度、高度和长度可以控制零点的位置。如图3所示,是将零点控制在低端的一个单元结构。随着短路支节的宽度/长度的减小,传输零点往频率高的位置移动,如图4所示。图3和图4所示结构对应的尺寸如表格1所示。

功分器、耦合器、电桥、双工器 原理与分析

功分器、耦合器、电桥、双工器原理与分析 本文主要介绍通信链路上的部分无源器件,介绍器件的外观、作用、种类、主要技术指标定义和范围等。 1功分器 1)功分器的作用:是将功率信号平均地分成几份,给不同的覆盖区使用。 2)种类:功分器一般有二功分、三功分和四功分3种。 功分器从结构上分一般分为:微带和腔体2种。腔体功分器内部是一条直径 由粗到细程多个阶梯递减的铜杆构成,从而实现阻抗的变换,二微带的则是 几条微带线和几个电阻组成,从而实现阻抗变换. 3)主要指标:包括分配损耗、插入损耗、隔离度、输入输出驻波比、功率容限、频率范围和带内平坦度。 以下对各项指标进行说明: l 分配损耗:指的是信号功率经过理想功率分配后和原输入信号相比所减小的量。此值是理论值,比如二功分3dB,三功分是4.8dB,四功分是6dB。 (因功分器输出端阻抗不同,应使用端口阻抗匹配的网络分析仪能够测 得与理论值接近的分配损耗) 耦合器和三功分器图示 分配损耗的理论计算方法:如上图所示。比如有一个30dBm的信号,转换 成毫瓦是1000毫瓦,将此信号通过理想3功分器分成3份的话,每份功 率=1000÷3=333.33毫瓦,将333.33毫瓦转换成dBm= 10lg333.33=25.2dBm, 那么理想分配损耗=输入信号-输出功率=30- 25.2=4.8dB,同样可以算出2功分是3dB,4功分是6dB l 插入损耗:指的是信号功率通过实际功分器后输出的功率和原输入信号相比所减小的量再减去分配损耗的实际值,(也有的地方指的是信号功率 通过实际功分器后输出的功率和原输入信号相比所减小的量)。插入损

耗的取值范围一般腔体是:0.1dB以下;微带的则根据二、三、四功分 器不同而不同约为:0.4~0.2dB、0.5~0.3dB、0.7~0.4dB。 插损的计算方法:通过网络分析仪可以测出输入端A到输出端B、C、D 的损耗,假设3功分是5.3dB,那么,插损=实际损耗-理论分配损耗= 5.3dB-4.8dB=0.5dB. 微带功分器的插损略大于腔体功分器,一般为0.5dB左右,腔体的一般为 0.1dB左右。由于插损不能使用网络分析仪直接测出,所以一般都以整 个路径上的损耗来表示(即分配损耗+插损):3.5dB/5.5dB/6.5dB等 来表示二/三/四功分器的插损。 l 隔离度:指的是功分器输出各端口之间的隔离,通常也会根据二、三、四功分器不同而不同约为:18~22dB、19~23dB、20~25dB。 隔离度可通过网络分析仪测,直接测出各个输出端口之间的损耗,如上图淡蓝色曲线所示,BC间,及 CD间的损耗。 l 输入/输出驻波比:指的是输入/输出端口的匹配情况,由于腔体功分器的输出端口不是50欧姆,所有对于腔体功分器没有输出端口的驻波要求,输入端口要求则一般为:1.3~1.4 甚至有1.15的;微带功分器则每个端 口都有要求,一般范围为输入:1.2~1.3 输出:1.3~1.4。 l 功率容限:指的是可以在此功分器上长期(不损坏的)通过的最大工作功率容限,一般微带功分器为:30~70W平均功率,腔体的则为:100~500W 平均功率。 l 频率范围:一般标称都是写800~2200MHz,实际上要求的频段是:824-960MHz加上1710~2200MHz,中间频段不可用。有些功分器还存在800~ 2000MHz和800~2500MHz频段 l 带内平坦度:指的是在整个可用频段内插损含分配损耗的最大值和最小值之间的差值,一般为:0.2~0.5dB。 2耦合器 1) 耦合器的作用是将信号不均匀地分成2分(称为主干端和耦合端,也有的 称为直通端和耦合端) 2)种类:耦合器型号较多如5 dB、10 dB、15 dB、20 dB、25 dB、30 dB等。

滤波器,双工器技术培训基本原理

1.滤波器原理 1.1 概述 滤波器是通信工程中常用的重要器件,它对信号具有频率选择性,在通信系统中通过或阻断,分开或合成某些频率的信号。在微波系统中通常需要把信号频谱中有用的几个频率信号分离出来而滤除无用的其他频率信号,完成这一功能的设备称为滤波器。 滤波器在无线通信设备中相当重要,在射频有源电路中输入输出的各级之间普遍存在。它是一种选频装置,允许输入信号中的特定频率成分通过,同时抑制或极大地衰减其它频率成分(又称此频带为阻带)。 考虑一双端口网络(如图1.1所示)。设从一个端口输入一具有均匀功率谱的信号,信号通过网络后,在另一端口的负载上吸收的功率谱不再是均匀的,这就是说,网络的输出具有频率选择性,这便是一个滤波器。 图1.1 滤波器框图 通常采用工作衰减来描述滤波器的幅值特性,即 10lg in A L P L P (1.1) 式中, in P和L P分别为输出端接匹配负载时滤波器输入功率和负载吸收功率。根据衰减特性不同,滤波器通常分为低通,高通,带通和带阻滤波器,图3与图4给出了各种滤波器的集中电抗梯形电路及其相应的衰减特性,从衰减特性便可判别出滤波器的类型。

骤然看来,这四种电路结构是很不相同的,似乎各自应有各自的设计方 法。其实不然,通过一些数学方法,人们可以把这四种滤波器电路结构完全统 一起来,这里用到的数学方法叫作“频率变换”。应用频率变换法,其它三种 滤波器都可以看作低通滤波器;在设计时,先从它对应的低通滤波器着手(因 为这样简单得多),在获得低通滤波器的设计数据以后,再用频率变换法,求得 所要设计的滤波器的数据。因为这个关系,满足设计技术要求的低通滤波器称 为“母型滤波器”或“原型滤波器”(prototype)。 1.2 归一化低通原型滤波器 集总元件低通原型滤波器(简称低通原型)是用现代网络综合法设计微波滤 波器的基础,各种低通,高通,带通和带阻微波滤波器的传输特性基本上都是根 据此原型特性变换而来。正因如此,才使滤波器的设计得以简化,精度得以提高。 理想的低通滤波器的衰减特性如图 1.3(a)所示,即在0ω=到1ω的频率范 围内,衰减为零,称为通带 ; 在ω>1ω的范围内衰减为∞,称为阻带,ω表示角 频率,1ω称为截止频率。显然这种理想的滤波特性,用有限个元件的电抗网络是 无法实现的,因为有限元件数的电抗网络的衰减特性一定是连续函数,不可能在 某一频率上突跳。

双工器设计

基于交叉耦合的同轴腔双工器设计 随着通信技术应用范围的扩大,各种微波通信系统的发展非常迅速。在同一系统中,频率拥挤与多信道实时双向通信要求收、发信道必须同时使用同一副天线,这就必须在设备的前端设计双通道的波道合成和分离器件即微波双工器。双工器主要由收发通带的带通滤波器和分支接头两部分组成。分支接头可以是无方向性的T型接头,或有方向性的铁氧体环形器。 双工器的设计方法大致有两种:一是先设计好收发信道的带通滤波器然后连接上T型接头再对滤波器进行优化;另一种是设计好两个滤波器后再对T型接头进行调整。不同设计方法的区别主要在于滤波器的结构和T型接头的结构不同以及它们之间的匹配技术不同。文中的双工器设计采用第二种设计方法,先设计两个中心频率分别为1.95 GHz和2.14 GHz的同轴腔体滤波器,然后通过T型接头将两个腔体带通滤波器并联构成双工器。利用微波CAD软件对T型接头进行了优化处理,减小了非相邻腔体带通滤波器之间的影响,提高了非相邻腔体带通器之间的隔离度。文中给出了同轴腔体双工器的设计实例的仿真结果及实物测量结果。 1 同轴腔滤波器的设计方法 对于同轴腔滤波器,在同轴腔谐振器之间通过开孔或加探针,可实现电感或电容耦合。改变孔的大小或者探针的粗细、长短等来控制耦合电感或电容的大小以实现窄带滤波器,控制同轴腔谐振器之间的交叉耦合的数量和大小来实现传输零点的位置和数目。在兼顾无载Q值的情况下,可通过改变同轴腔内外导体的大小,来实现需要的功率容量和体积。在有电容加载的情况下,同轴腔滤波器的体积可以做得很小。总之,同轴腔广义Chebyshev滤波器具有体积小、带宽窄、矩形系数高、功率容量高等优点,是国内外广泛研究的热点。 由双工器的指标可得到两个带通滤波器的设计指标:中心频率分别为1.95 GHz和2.14 GHz,带宽均为60 MHz,带内的回波损耗为20 dB。为了使双工器隔离较好,因此采用广义Chebyshev滤波器的设计方法,使中心频率在1.95 GHz的滤波器有两个传输零点为:2.05 GHz和2.14 GHz;中心频率在2.14 GHz的滤波器有两个传输零点为:2.085 GHz和1.95 GHz 。 1.1 滤波器网络拓扑结构 具有有限传输零点的滤波器,一般采用谐振腔交叉耦合的方式实现,如图1所示。综合图中的器件值就是求解交叉耦合矩阵M 。由于耦合矩阵和网络拓扑直接相关,而目前还没有方法完成任意拓扑结构之间的转换,所以确定网络拓扑结构相当重要。下面引入三腔耦合结构分析,可快速地确定具有有限传输零点的网络拓扑结构。

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