電調濾波器

整機使用電調濾波器/數控跳頻濾波器後，整機的動態範圍，接收機靈敏度，發射機的作用距離都會得到極大的提高。偏離f0的干擾信號被窄帶帶通濾波器濾除，提高了整機抗干擾能力，濾波器電調或數控跳頻速度越快，抗干擾能力越優越。

高Q變容管，高Q電感，快速調諧、調諧電壓1-15V（DC），無需其它電源。

輸入電平≤+10dBm；

調諧速度≤60uS；

典型2~3倍頻程移動範圍，分段覆蓋30~1000MHz；

3dB相對帶寬5~10%；

矩形係數≤7；

中心插損2~7 dB；

最大駐波比≤2；

各段插損起伏≤2 dB；

雙調諧切比雪夫類型響應滿足軍用工作環境要求：-55℃～+85℃。

最大輸入功率：30dBm；

工作温度範圍：-55℃~+85℃；

儲存温度範圍：-65℃~+125℃。

傳統的電調濾波器一般採用步進電機帶動濾波器調諧杆，通過調諧杆的長度變化來實現頻率變化，步進電機的驅動脈衝數與濾波器的頻率一一對應，即可實現電調濾波器的頻率調諧功能。由於電調濾波器是一種機械傳動結構，隨着腔體、傳動、回零、調諧杆以及温度等的變化，脈衝數與頻率對應關係變差，導致通信裝備使用故障甚至癱瘓。從電調濾波器的工作原理出發，提出了一套電調濾波器自動校頻程序，在通信設備中運行該專用程序，即可實現電調濾波器的頻率校準與記憶，從而徹底解決電調濾波器的頻率偏移問題。 ^[1] 

以微波腔體電調濾波器為例，電調濾波器由腔體濾波器、步進電機、驅動電路和傳動裝置等部分組成。 ^[1] 

根據工作頻段、功率容量以及電調濾波器的實現難易程度，腔體選擇 λ/4 同軸腔結構，工作頻率隨着內導體長度的增加，頻率由高到低逐漸變化。

內導體的長度與頻率成單調一一對應關係，通過改變內導體的長度就可以改變濾波器工作頻率。 ^[1] 

為了能夠在更高頻率上正常使用電調濾波器，提出了一套自動校頻方法，該方法不再依賴脈衝數與頻率的對應表格，而是通過現場測試電調濾波器的通帶特性，將實時測試的通帶特性與實時脈衝數一一對應，通過分析脈衝數在通帶內的分佈情況，實時驅動步進電機到達濾波器的通帶範圍，實現電調濾波器的自動校頻。 ^[1] 

1、 在 TDD 設備中的自動校頻技術：

TDD 設備採用時分雙工方式，射頻前端採用電調濾波器，當需要進行自動校頻時，設備監控執行自動校頻。

預置發頻率到指定頻率，判斷頻率是否改變，若改變，則將發信機改為該頻率單載波波形，功率放大器置於最小輸出電平，設備設為射頻自環狀態，天線口接匹配負載，實時檢測接收電平，確定預設電平門限L( 典型值) 。 ^[1] 

如果是首次開機，則驅動步進電機向歸零方向調諧，在此過程中，如果出現超過預設電平門限L值，則從該時刻開始計數脈衝數，直至再次出現電平門限L，停止計數。將計數N 除以 2，反方向驅動電機N /2 脈衝，濾波器調諧完成； 如果只出現一次電平門限 L 值，則從歸零點反方向連續發送脈衝信號，出現2 次 L 電平，按照以上算法對準。

如果監控記憶有上次頻率值，則計算頻率差Δ( 新頻率 － 舊頻率) ，當 Δ 為負，則向歸零方向驅動電機； 當 Δ 為正，則向相反方向驅動電機，在此過程中，如果出現超過預設電平門限L 值，則從該時刻開始計數脈衝數，直至再次出現電平門限，停止計數。將計數N 除以 2，反方向驅動電機走 N /2 脈衝，濾波器改頻完成。

而後，監控按照逆向操作，回覆改頻前各個單元的狀態，自動校頻完成。 ^[1] 

2、 在 FDD 設備中的自動校頻技術：

FDD 設備採用時分雙工方式，有收發電調濾波器構成雙工器，需要分別進行收發電調濾波器的自動校頻才能夠完成設備頻率改變。

與 TDD 設備相比，發電調濾波器自動對準時的流程基本相似； 而收濾波器則需要藉助發信機信號作為源，對收濾波器進行自動頻率對準，由於收發頻率不同，需要採用 FDD 射頻自環的移頻模塊來實現設備監控執行自動校頻程序，其他原理則相同。 ^[1] 

介紹一種利用變容二極管設計的電調濾波器。該電調濾波器是利用變容二極管的特性來設計的，是一種小型帶通濾波器，具有低插損、高選擇性、體積小的特點。以一個30Mhz～90Mhz的電調濾波器為例，詳細介紹了此類濾波器的設計方法。經此方案設計的電調濾波器可以達到令人滿意的指標要求，濾波效果好，具有非常良好的實用價值。 ^[2] 

要利用變容二極管來設計電調濾波器，變容二極管又稱為可變電抗二極管，是一種利用PN結反向偏置的勢壘電容構成的可控電容的二極管，在高頻調諧等電路中通常被當作可變電容器使用。當外加的反偏電壓減小時，變容二極管的容值會增加，當外加的反偏電壓增大時，變容二極管的容值會減小。當變容二極管串聯或並聯一個電容，可以調整其電容變化的斜率，使之能更適合實際應用。

電調濾波器實際就是利用變容二極管的上述特性，使輸入電壓增加或減小，改變二極管的容值大小，從而實現頻率的改變，達到改變電壓就實現調諧頻率的目的。 ^[2] 

介紹一種30Mhz～90Mhz的電調濾波器的設計實例。該濾波器設計指標如下：

(1)調諧頻率：30Mhz～90Mhz；

(2)通帶插損：≤3dB；

(3)-3dB帶寬：3.3Mhz～9.9Mhz；

(4)矩形係數：≤7：1；

(5)最大駐波比：2：1；

(6)遠端抑制(2fo)：≥50dB；

(7)調諧電壓：0V—15V；

(8)尺寸結構：15mm×12mm×7mm。

在設計過程中，選擇合適的變容二極管。在調諧電壓0V～15V要求下 ， 選擇的變容二極管要工作在30Mhz～90Mhz。選擇了PHILIPS公司的變容二極管BB153來實現。BB153的耐壓最高可達32V，斜率為15，當它工作頻率在1Mhz時，工作電壓為1V時的容值在39pF，工作電壓為10V時的容值在7.5pF。另外，該電調濾波器的接入電阻選擇阻值為10kΩ的，接地電容需要考慮濾波器的頻率，選擇0.01nF，耦合電感選擇高Q值的電感來實現。通常為了達到更高的調諧速度，可以將接入電阻減小來實現。 ^[2] 

元器件的選擇會影響濾波器的性能指標，會引起通帶插損的變差，阻帶插損也會變差。所以在元器件的選擇上都選取了高Q值的變容二極管和電感線圈。

在實際加電測試中，需要根據濾波器的性能指標調節耦合電感的大小，使其工作在合適的頻率範圍內。若在測試中頻率範圍有所不同，可在固定低端頻率和電壓的情況下，調節高端頻率時適當給變容二極管增加1pF～2pF的電容。

另外，該濾波器的尺寸較小，在繪製印製板時要緊湊合理，要充分考慮到各個元器件之間的距離。 ^[2]