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45MHz宽带螺旋带通滤波器研究设计

  江 燕,廖 伟,唐冬生(同方电子科技有限公司,江西 九江  332100)

  摘要为了更好的提高无线电通信设施的抗干扰的能力,设计了一种宽带螺旋带通滤波器,阐述了螺旋谐振腔的原理,利用ADS仿真软件进行仿真分析。根据仿真波形,对各参数做调整,确定结构参数,利用HFSS仿真软件建立滤波器模型。采用网络分析仪调试电路,得到了理想的滤波器波形。

  随着无线电通信技术的加快速度进行发展,短波频率资源严重匮乏,多频率工作比较普遍,因此滤波器的设计和使用特别的重要。带通滤波器对信号频率具有选择性,在电路中起到选频和分频的作用,良好的带外抑制能力和通带损耗能更好地提高射频电路性能。短波带通滤波器有许多类型,其中晶体滤波器、声表滤波器、LC滤波器应用较多,各自均有优缺点。本文介绍的45MHz带通滤波器采用螺旋滤波器和‘开窗’耦合方式实现。螺旋滤波器是一种腔体结构,由多个腔体构成,每个腔体就是一个由螺旋状的金属线和空腔组成的谐振器,各个空腔谐振器之间通过“开窗”进行信号的耦合,构成了特定频率的信号传输通道。螺旋滤波器具有体积小、无载Q值高、加工容易等优点。

  对于螺旋滤波器结构,由于腔内螺旋导线的存在,给出的边界条件复杂,用电磁场和电磁波的办法来进行分析、设计比较困难。本文中采用原型电路设计法,将螺旋滤波器中的一个谐振腔看成一个LC的集中参数单元,4个串联腔体的滤波器等效成集中参数电路,利用

  ADS原理仿真结果满足设计的基本要求。原理仿线个螺旋谐振器实现滤波器设计,且能够获得 △f3dB为2.6MHz。

  依据设计指标要求为插损≤1.5dB,依据指标冗余设计在理论计算时插损按≤1.2dB设计:根据式(3)可得:U=8.76;根据式(5)可得:Q

  其中S为屏蔽盒的内壁边长(cm),d为螺旋管的平均直径(cm),H为屏蔽盒的内部高度(cm),b为螺旋管的长度(cm), f

  实物结构材料采取使用铜,其拥有非常良好的导电性和热膨胀系数。依据结构强度和调整螺杆螺纹需求留取一定壁厚。螺旋滤波器外部和内部均进行了镀银处理,表面保证平整光洁。每个螺杆均利用螺母和齿状垫圈实现‘锁死’定位。为减少射频损耗采取了几个措施:1)腔体材料采取使用铜且内部表面采用镀银工艺;

  上述设计在实物调试过程中存在一些偏差但不影响整体性能,得到如图7所示的实物测量曲线所示的测试数据值。

  本文来源于科技期刊《电子科技类产品世界》2019年第10期第44页,欢迎您写论文时引用,并标注明确出处。