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[摘 要]本文介绍了一种用多段LC无源带通滤波器代替跳频滤波器处理射频前端信号的设计及实现的方法，该滤波器指标优良，插入损耗2dB以内，带外衰减达40dB以上。较好地解决了射频前端信号的滤波问题，不衰减有用信号，不会引起底部噪声的抬高，经上机试用效果良好。在保证信号质量的前提下，大幅度降低了整机成本。
[关键词]带通滤波器、插入损耗、带外衰减、输入输出阻抗
中图分类号：TN858；TN925.93 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）39-0005-02
技术背景
本技术属于通信设备技术领域，具体涉及一种用多段带通滤波器实现射频前端信号处理的方法。近代电子设备中，广泛地应用着各种型式的滤波器。在某型短波电台的研制过程中，射频前端原使用跳频滤波器进行前端信号的处理，跳频滤波器整体插入损耗大，成本高。而本案用多段LC无源带通滤波器代替跳频滤波器处理射频前端信号，减小插入损耗的同时，成本大幅降低。
技术内容
本技术的目的在于提供一种1.6MHz～30MHz频率的多段LC带通滤波器，在1.6MHz～30MHz频率范围分成多个频段，用高低通合成的方法设计带通滤波器，本发明中将1.6MHz～30MHz该频率范围分成十五段，选用L、C集总元件实现其网络参数。该滤波器通带宽度从0.4MHz～6MHz不等，阻带衰减可达40dB以上，插入损耗仅2dB左右，较好地解决了射频前端信号的选择问题。在保证信号质量的前提下，大幅度降低整机成本，成功解决了该型电台跳频滤波器的问题。
本技术所采用的技术方案是：通路包括输入端和输出端以及接地端。通过低通滤波器与高通滤波器串联形成LC带通滤波器，该滤波器通带宽度从0.4MHz～6MHz不等，阻带衰减最高可达40dB以上，插入损耗仅2dB左右，能够有效滤除接收信号以外的杂波信号，不衰减有用信号，不会引起底部噪声的抬高，经上机试用效果良好。在保证信号质量的前提下，大幅度降低了整机成本。
附图说明
图1是本技术滤波器其中某一段的原理示意图。
图中，C1第一电容，L1第一电感，C2第二电容，L2第二电感，C3第三电容，L3第三电感，C4第四电容，L4第四电感，C5第五电容，L5第五电感，C6第六电容，C7第七电容，C8第八电容，C9第九电容，C10第十电容，C11第十一电容，C12第十二电容，A 输入端，B输出端，C接地端。（本例中输入输出阻抗均为50Ω）
具体实施
下面结合具体实施方式对本技术进行详细说明。
如图1所示为本技术滤波器的原理示意图，包括输入端和输出端以及接地端，是由一个低通滤波器和一个高通滤波器级联而成。其中C1，C2，L1，C3，C4，
L2，C5，C6，L3，C7为低通滤波器部分；C8，L4，C9，C10，L5，C11，C12为高通滤波器部分。
以上各个电子器件的取值通过以下过程得到：
先需要确定带通滤波器达到的参數要求，本例中选其中2.0MHz～3.0MHz举例说明。2.0MHz～3.0MHz带通滤波器是由一个3.0MHz低通滤波器和一个2.0MHz高通滤波器级联而成。
低通滤波器截止频率fc=3.0MHz；
低通滤波器阻带带边频率f1=3.6MHz；
f1处的衰减不小于40dB；
输入输出阻抗均为50欧姆。
选n=7。
可得到0.1dB带内波动的椭圆函数归一化低通滤波器，查表后确定椭圆函数归一化低通滤波器的参数。
将低通滤波器标度到截止频率fc=BW1dB=3.0 MHz，公式如下
L*=L*R/ωc=L*50/2πfc①
C*=C/ωc*R =C/2πfc*R ②
根据上述查表、以及①、②公式计算后，可得低通部分各个器件的参数值如下：第一电感为3.11？H，第一电容为1000pF，第二电感2.0μH，第二电容为200pF，第三电感为2.0？H，第三电容为1300pF，第四电容为1100pF，第五电容为1200pF，第六电容为750pF，第七电容为680pF。
高通滤波器截止频率fc=2.0MHz；
高通滤波器阻带带边频率f2=1.2MHz；
F2处的衰减不小于40dB；
输入输出阻抗均为50欧姆。
选n=5。
可得到0.1dB带内波动的椭圆函数归一化低通滤波器，查表后确定椭圆函数归一化低通滤波器的参数。将归一化的低通滤波器转化为高通滤波器，再将高通滤波器标度到截止频率fc=2.0MHz，公式如下
Cn=1/RLωc*Ln*③
Ln=RL/ωc*Cn*④
根据上述查表、以及③、④公式计算后，可得高通部分各个器件的参数值如下：第四电感为3.60？H，第五电感5.17μH，第八电容为1800pF，第九电容为8200pF，第十电容为1000pF，第十一电容为2700pF，第十二电容为2400pF。
使用时，将信号从输入端A输入到滤波器中，从输出端B输出就能够得到符合要求的信号。这样就将滤波器的各个器件的参数值确定下来。
根据具体的频率划分见表1，将1.6MHz～30MHz划分为通带宽度从0.4MHz～6MHz不等带通滤波器。
该滤波器代替跳频滤波器由三部分组成，第一部分为控制电路，一种用多段LC无源带通滤波器代替跳频滤波器的波段转换由母板送来的四根数据线A0、A1、A2、A3经译码电路译码后，控制相应波段的通、断以及直通。其作用是控制各波段PIN管的导通与截止，完成滤波器的波段转换；第二部分为滤波网络，滤波网络电路由十五段带通滤波器和相应的PIN二极管及其外围电路组成。第三部分为收、发转换电路，由三极管和电子开关组成。当电台处于接收状态时，电子开关处于常态，收电路接通，从天线接收到的信号经带通滤波器滤除噪声干扰后，送入信道/业务模块。当电台处于发射状态时，电子开关处于吸合状态，发电路接通，由信道/业务模块送出的激励信号经带通滤波器滤除杂波后，送入功放模块。
多段LC无源带通滤波器收发转换时间短、插损小、功耗低，改善了短波电台的信号质量，在短波电台接收时主要滤除接收频带之外的噪声干扰，改善射频前端的信号质量；发射时主要滤除发射频带之外的杂散噪声，改善射频激励的信号质量。
参考文献
[1] 《模拟滤波器与电路设计手册》，（美）亚瑟B.威廉姆斯 著，路秋生 译 电子工业出版社 2015年12月
[2] 《射频电路设计—理论与应用》，（美）路德维格 等 电子工业出版社 2013年8月
[关键词]带通滤波器、插入损耗、带外衰减、输入输出阻抗
中图分类号：TN858；TN925.93 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）39-0005-02
技术背景
本技术属于通信设备技术领域，具体涉及一种用多段带通滤波器实现射频前端信号处理的方法。近代电子设备中，广泛地应用着各种型式的滤波器。在某型短波电台的研制过程中，射频前端原使用跳频滤波器进行前端信号的处理，跳频滤波器整体插入损耗大，成本高。而本案用多段LC无源带通滤波器代替跳频滤波器处理射频前端信号，减小插入损耗的同时，成本大幅降低。
技术内容
本技术的目的在于提供一种1.6MHz～30MHz频率的多段LC带通滤波器，在1.6MHz～30MHz频率范围分成多个频段，用高低通合成的方法设计带通滤波器，本发明中将1.6MHz～30MHz该频率范围分成十五段，选用L、C集总元件实现其网络参数。该滤波器通带宽度从0.4MHz～6MHz不等，阻带衰减可达40dB以上，插入损耗仅2dB左右，较好地解决了射频前端信号的选择问题。在保证信号质量的前提下，大幅度降低整机成本，成功解决了该型电台跳频滤波器的问题。
本技术所采用的技术方案是：通路包括输入端和输出端以及接地端。通过低通滤波器与高通滤波器串联形成LC带通滤波器，该滤波器通带宽度从0.4MHz～6MHz不等，阻带衰减最高可达40dB以上，插入损耗仅2dB左右，能够有效滤除接收信号以外的杂波信号，不衰减有用信号，不会引起底部噪声的抬高，经上机试用效果良好。在保证信号质量的前提下，大幅度降低了整机成本。
附图说明
图1是本技术滤波器其中某一段的原理示意图。
图中，C1第一电容，L1第一电感，C2第二电容，L2第二电感，C3第三电容，L3第三电感，C4第四电容，L4第四电感，C5第五电容，L5第五电感，C6第六电容，C7第七电容，C8第八电容，C9第九电容，C10第十电容，C11第十一电容，C12第十二电容，A 输入端，B输出端，C接地端。（本例中输入输出阻抗均为50Ω）
具体实施
下面结合具体实施方式对本技术进行详细说明。
如图1所示为本技术滤波器的原理示意图，包括输入端和输出端以及接地端，是由一个低通滤波器和一个高通滤波器级联而成。其中C1，C2，L1，C3，C4，
L2，C5，C6，L3，C7为低通滤波器部分；C8，L4，C9，C10，L5，C11，C12为高通滤波器部分。
以上各个电子器件的取值通过以下过程得到：
先需要确定带通滤波器达到的参數要求，本例中选其中2.0MHz～3.0MHz举例说明。2.0MHz～3.0MHz带通滤波器是由一个3.0MHz低通滤波器和一个2.0MHz高通滤波器级联而成。
低通滤波器截止频率fc=3.0MHz；
低通滤波器阻带带边频率f1=3.6MHz；
f1处的衰减不小于40dB；
输入输出阻抗均为50欧姆。
选n=7。
可得到0.1dB带内波动的椭圆函数归一化低通滤波器，查表后确定椭圆函数归一化低通滤波器的参数。
将低通滤波器标度到截止频率fc=BW1dB=3.0 MHz，公式如下
L*=L*R/ωc=L*50/2πfc①
C*=C/ωc*R =C/2πfc*R ②
根据上述查表、以及①、②公式计算后，可得低通部分各个器件的参数值如下：第一电感为3.11？H，第一电容为1000pF，第二电感2.0μH，第二电容为200pF，第三电感为2.0？H，第三电容为1300pF，第四电容为1100pF，第五电容为1200pF，第六电容为750pF，第七电容为680pF。
高通滤波器截止频率fc=2.0MHz；
高通滤波器阻带带边频率f2=1.2MHz；
F2处的衰减不小于40dB；
输入输出阻抗均为50欧姆。
选n=5。
可得到0.1dB带内波动的椭圆函数归一化低通滤波器，查表后确定椭圆函数归一化低通滤波器的参数。将归一化的低通滤波器转化为高通滤波器，再将高通滤波器标度到截止频率fc=2.0MHz，公式如下
Cn=1/RLωc*Ln*③
Ln=RL/ωc*Cn*④
根据上述查表、以及③、④公式计算后，可得高通部分各个器件的参数值如下：第四电感为3.60？H，第五电感5.17μH，第八电容为1800pF，第九电容为8200pF，第十电容为1000pF，第十一电容为2700pF，第十二电容为2400pF。
使用时，将信号从输入端A输入到滤波器中，从输出端B输出就能够得到符合要求的信号。这样就将滤波器的各个器件的参数值确定下来。
根据具体的频率划分见表1，将1.6MHz～30MHz划分为通带宽度从0.4MHz～6MHz不等带通滤波器。
该滤波器代替跳频滤波器由三部分组成，第一部分为控制电路，一种用多段LC无源带通滤波器代替跳频滤波器的波段转换由母板送来的四根数据线A0、A1、A2、A3经译码电路译码后，控制相应波段的通、断以及直通。其作用是控制各波段PIN管的导通与截止，完成滤波器的波段转换；第二部分为滤波网络，滤波网络电路由十五段带通滤波器和相应的PIN二极管及其外围电路组成。第三部分为收、发转换电路，由三极管和电子开关组成。当电台处于接收状态时，电子开关处于常态，收电路接通，从天线接收到的信号经带通滤波器滤除噪声干扰后，送入信道/业务模块。当电台处于发射状态时，电子开关处于吸合状态，发电路接通，由信道/业务模块送出的激励信号经带通滤波器滤除杂波后，送入功放模块。
多段LC无源带通滤波器收发转换时间短、插损小、功耗低，改善了短波电台的信号质量，在短波电台接收时主要滤除接收频带之外的噪声干扰，改善射频前端的信号质量；发射时主要滤除发射频带之外的杂散噪声，改善射频激励的信号质量。
参考文献
[1] 《模拟滤波器与电路设计手册》，（美）亚瑟B.威廉姆斯 著，路秋生 译 电子工业出版社 2015年12月
[2] 《射频电路设计—理论与应用》，（美）路德维格 等 电子工业出版社 2013年8月