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    跳頻濾波器應用領域
    來源:武華科技   發布時間:2017-11-20  瀏覽數:2270    【收藏本頁】

       ---引自上海鴻曄電子科技有限公司  

       跳頻濾波器主要用在軍用通信設備的前端,濾除接收端不需要的帶外干擾信號、濾除發射端的寬帶噪聲。并可以快速切換工作頻點。跳頻濾波器同樣可以用于測試儀器里面,用來濾除不需要的信號。


     

     

     

     

     

     

     


     


     

    1.         指標說明

    1.1載波頻率范圍

    載波頻率范圍描述跳頻濾波器從最低頻點到最高頻點之間的跨度。單頻段跳頻濾波器頻率跨度一般小于3.67倍頻(例如JMTF3011系列,30~110MHZ)。通常高頻段的跳頻濾波器倍頻程相對較?。ɡ鏙MTF5080系列500~800MHZ)。在低頻段,倍頻程大小主要受匹配阻抗的約束。過大的倍頻程使本頻段的高低端很難同時滿足50Ω的阻抗匹配。在高頻段,倍頻程的大小主要受寄生電容的約束。10路開關引入的寄生電容在高頻段時會制約本頻段跳頻濾波器的頻率上限。

    1.2  載波頻率

    載波頻率描述具體頻點計算方法。以JMTF3090系列為例,Fo =30+[(90-30)/250]×(地址碼值)。一般是將整個頻段等分成251個頻點。理論上講是251個頻點將整個頻段等分成250份。但實際上在頻段的高端,地址碼每變化1相應的頻點會變化2到3個等分的小頻段。應該保證這種非線性變化不至于產生頻點盲區。

    1.3  跳頻速率

    跳頻速率描述頻點切換時間。相鄰頻點之間的切換速度較快,這里是指從頻段的最低端切換到最高端所用的時間(注意從頻段的最高端切換到最低端所用的時間要短很多)。短波段的跳頻速率通常為毫秒級,例如1ms。超短波段跳頻速率一般為微秒級,例如1W的超短波小功率跳頻濾波器為10~30us。

    1.4  3dB相對帶寬

    3dB相對帶寬描述跳頻濾波器傳輸系數下降為中心頻率F0對應值的-3 dB時對應的上下限的頻率差。由于所傳送的信號總有一定頻帶寬度,所以不同信號對濾波器的3dB相對帶寬有不同的要求。對于同一系列跳頻濾波器來說,有個粗略的經驗值,3dB相對帶寬和Fo±10%選擇性的乘積等于某個常數。

    1.5  選擇性與矩形系數

    選擇性與矩形系數描述跳頻濾波器對頻帶外信號的衰減度,帶外衰減越大,選擇性越好。跳頻濾波器常見的選擇性指標有Fo±2.5%、Fo±5%、Fo±10%帶外衰減。跳頻濾波器通常安裝在收發信機的接收端和發射端。當安裝在接收端的低噪聲放大器前面時,好的選擇性可以有效濾除天線耦合過來的帶外干擾(較強的帶外信號會引起低噪放阻塞)。當安裝在發射端時,好的選擇性可以有效濾除射頻功放的寬帶噪聲。

    1.6  遠端抑制

        遠端抑制描述跳頻濾波器對遠離中心頻率處信號的衰減。好的遠端抑制可有效濾除各次諧波及雜散信號。跳頻濾波器常見的遠端抑制指標有,遠端頻率大于2Fo、大于500MHZ、大于1000MHZ或大于3000MHZ處的遠端抑制優于50~60 dBc。

    1.7  插入損耗

    插入損耗描述跳頻濾波器對通頻帶內信號的衰減。跳頻濾波器常見的插入損耗指標有-1dB、-3dB、-5dB。對使用者來說插入損耗越小越好。插入損耗和選擇性是一對矛盾的參數。用在接收端低噪放前面時,主要考慮對接收機靈敏度的影響,因此常選-3dB插入損耗。用在接收端低噪放后面時,主要考慮選擇性,因此常選-5dB插入損耗。對于同一系列跳頻濾波器來說,有個粗略的經驗值,插入損耗和Fo±10%選擇性的比值等于某個常數。

    1.8  增益平坦度

    增益平坦度描述跳頻濾波器在整個頻段內的插損變化量。一般要求跳頻濾波器高端的插損要由于低端的插損。這是由于通常放大器低端的增益要高于高端的增益,從整機系統的角度來講這樣可以互相補償高低端的平坦度。對不同的插入損耗對應的平坦度指標見下表。

    插入損耗(dB)

    -1

    -3

    -5

     

    增益平坦度(dB)

    ≤0.5

    ≤1.2

    ≤1.6

     

     

     

    1.9  匹配阻抗

    匹配阻抗描述跳頻濾波器所在系統的阻抗。通信系統中的各射頻部件一般都是分開設計調試。根據功率最大傳輸條件的原理,各個部件必須具有相同的輸入輸出阻抗,射頻信號才能在前后級之間有效傳輸。除民用有線電視采用75Ω系統阻抗外,其它系統一般都采用50Ω系統阻抗。這里所說的50Ω是一個理想狀態,實際的匹配結果往往不是純電阻而是一個復數值A+JB。A一般在30Ω到80Ω之間,B一般在+10Ω到-10Ω之間。

    1.10   輸入輸出駐波比

         駐波比也叫做電壓駐波比。當源和負載阻抗不匹配時能量就會反射。反射回來的波和入射的波相互疊加便產生駐波,其相鄰的波峰和波谷的比值就是駐波比。在收發信機的發射端,過大的駐波比會燒壞功放管。在接收端過大的駐波比會使接收的信號都被反射回去,降低接收機靈敏度。跳頻濾波器的輸入輸出駐波比指標一般要求小于1.5。

     駐波比與回波損耗、傳送的功率有如下一些典型數據

    回波損耗(dB)S11參數

    電壓駐波比

    傳送的功率(%)

    -0

    無窮大

    0

    -0.5

    34.75

    10.87

    -1

    17.39

    20.6

    -2

    8.72

    36.9

    -3

    5.85

    49.9

    -4

    4.42

    60.2

    -6

    3.01

    74.9

    -8

    2.32

    84.2

    -10

    1.93

    90.0

    -12

    1.67

    93.7

    -15

    1.43

    96.8

    -20

    1.22

    99.0

    -25

    1.12

    99.7

    -30

    1.07

    99.9

     

    1.11  電源電壓

          跳頻濾波器一般有兩到三組直流電源供電。兩組電源時包括一個正的低壓電源(+3.3V或+5V)和一個正的高壓電源(+85V)或一個負的高壓電源(-85V)。三組電源時包括一個正的低壓電源(+3.3V或+5V)、一個負的低壓電源(-3.3V)和一個正的高壓電源(+200V~+400V)

    1.12  最大電流消耗

          在各組電源中,低壓電流相對穩定。但是高壓電源在靜態和動態1KHZ(高壓電源反復對旁路電容沖放電)跳頻時電流相差較大。指標中應分別注明高壓的靜態和動態電流。

    1.13  輸入射頻功率和輸入三階截點

          輸入射頻功率描述跳頻濾波器在滿足各項指標的情況下所能處理的最大功率。超過這個輸入功率1倍以內濾波器不會損壞,但是互調和插損等指標會突然變差。輸入三階截點實際中是換算得到而不是測量得到的,在數值上它一般比輸入射頻功率大12dB左右。

    1.14  中心頻率漂移

         中心頻率漂移描述跳頻濾波器當前工作頻率隨溫度的變化而變化的一個物理量。由于組成跳頻濾波器的各種材料都具有一定的溫度系數,特別是其中的電容、電感。溫度的變化會導致元器件標稱值的變化,進而引起諧振頻率的變化。一般來說跳頻濾波器中心頻率會隨著溫度的升高而略有降低。對此項指標要求≤80ppm/℃。

    1.15  工作溫度和貯存溫度

          軍用產品工作環境通常嚴酷惡劣,所以對于跳頻濾波器工作溫度范圍有嚴格要求。至少滿足-55~+85℃,在此溫度范圍內跳頻濾波器應該可以在滿功率和快速跳頻的情況下連續長時間正常工作。

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