---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(shè)備的前端,濾除接收端不需要的帶外干擾信號(hào)、濾除發(fā)射端的寬帶噪聲。并可以快速切換工作頻點(diǎn)。跳頻濾波器同樣可以用于測(cè)試儀器里面,用來濾除不需要的信號(hào)。

1. 指標(biāo)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(diǎn)到最高頻點(diǎn)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(duì)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(shí)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(guān)引入的寄生電容在高頻段時(shí)會(huì)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(diǎn)計(jì)算方法。以JMTF3090系列為例,F(xiàn)o =30+[(90-30)/250]×(地址碼值)。一般是將整個(gè)頻段等分成251個(gè)頻點(diǎn)。理論上講是251個(gè)頻點(diǎn)將整個(gè)頻段等分成250份。但實(shí)際上在頻段的高端,地址碼每變化1相應(yīng)的頻點(diǎn)會(huì)變化2到3個(gè)等分的小頻段。應(yīng)該保證這種非線性變化不至于產(chǎn)生頻點(diǎn)盲區(qū)。
1.3 跳頻速率
跳頻速率描述頻點(diǎn)切換時(shí)間。相鄰頻點(diǎn)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(shí)間(注意從頻段的最高端切換到最低端所用的時(shí)間要短很多)。短波段的跳頻速率通常為毫秒級(jí),例如1ms。超短波段跳頻速率一般為微秒級(jí),例如1W的超短波小功率跳頻濾波器為10~30us。
1.4 3dB相對(duì)帶寬
3dB相對(duì)帶寬描述跳頻濾波器傳輸系數(shù)下降為中心頻率F0對(duì)應(yīng)值的-3 dB時(shí)對(duì)應(yīng)的上下限的頻率差。由于所傳送的信號(hào)總有一定頻帶寬度,所以不同信號(hào)對(duì)濾波器的3dB相對(duì)帶寬有不同的要求。對(duì)于同一系列跳頻濾波器來說,有個(gè)粗略的經(jīng)驗(yàn)值,3dB相對(duì)帶寬和Fo±10%選擇性的乘積等于某個(gè)常數(shù)。
1.5 選擇性與矩形系數(shù)
選擇性與矩形系數(shù)描述跳頻濾波器對(duì)頻帶外信號(hào)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(biāo)有Fo±2.5%、Fo±5%、Fo±10%帶外衰減。跳頻濾波器通常安裝在收發(fā)信機(jī)的接收端和發(fā)射端。當(dāng)安裝在接收端的低噪聲放大器前面時(shí),好的選擇性可以有效濾除天線耦合過來的帶外干擾(較強(qiáng)的帶外信號(hào)會(huì)引起低噪放阻塞)。當(dāng)安裝在發(fā)射端時(shí),好的選擇性可以有效濾除射頻功放的寬帶噪聲。
1.6 遠(yuǎn)端抑制
遠(yuǎn)端抑制描述跳頻濾波器對(duì)遠(yuǎn)離中心頻率處信號(hào)的衰減。好的遠(yuǎn)端抑制可有效濾除各次諧波及雜散信號(hào)。跳頻濾波器常見的遠(yuǎn)端抑制指標(biāo)有,遠(yuǎn)端頻率大于2Fo、大于500MHZ、大于1000MHZ或大于3000MHZ處的遠(yuǎn)端抑制優(yōu)于50~60 dBc。
1.7 插入損耗
插入損耗描述跳頻濾波器對(duì)通頻帶內(nèi)信號(hào)的衰減。跳頻濾波器常見的插入損耗指標(biāo)有-1dB、-3dB、-5dB。對(duì)使用者來說插入損耗越小越好。插入損耗和選擇性是一對(duì)矛盾的參數(shù)。用在接收端低噪放前面時(shí),主要考慮對(duì)接收機(jī)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(shí),主要考慮選擇性,因此常選-5dB插入損耗。對(duì)于同一系列跳頻濾波器來說,有個(gè)粗略的經(jīng)驗(yàn)值,插入損耗和Fo±10%選擇性的比值等于某個(gè)常數(shù)。
1.8 增益平坦度
增益平坦度描述跳頻濾波器在整個(gè)頻段內(nèi)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(jī)系統(tǒng)的角度來講這樣可以互相補(bǔ)償高低端的平坦度。對(duì)不同的插入損耗對(duì)應(yīng)的平坦度指標(biāo)見下表。
插入損耗(dB)
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-1
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-3
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-5
|
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增益平坦度(dB)
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≤0.5
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≤1.2
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≤1.6
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1.9 匹配阻抗
匹配阻抗描述跳頻濾波器所在系統(tǒng)的阻抗。通信系統(tǒng)中的各射頻部件一般都是分開設(shè)計(jì)調(diào)試。根據(jù)功率最大傳輸條件的原理,各個(gè)部件必須具有相同的輸入輸出阻抗,射頻信號(hào)才能在前后級(jí)之間有效傳輸。除民用有線電視采用75Ω系統(tǒng)阻抗外,其它系統(tǒng)一般都采用50Ω系統(tǒng)阻抗。這里所說的50Ω是一個(gè)理想狀態(tài),實(shí)際的匹配結(jié)果往往不是純電阻而是一個(gè)復(fù)數(shù)值A(chǔ)+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(dāng)源和負(fù)載阻抗不匹配時(shí)能量就會(huì)反射。反射回來的波和入射的波相互疊加便產(chǎn)生駐波,其相鄰的波峰和波谷的比值就是駐波比。在收發(fā)信機(jī)的發(fā)射端,過大的駐波比會(huì)燒壞功放管。在接收端過大的駐波比會(huì)使接收的信號(hào)都被反射回去,降低接收機(jī)靈敏度。跳頻濾波器的輸入輸出駐波比指標(biāo)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(shù)據(jù)
回波損耗(dB)S11參數(shù)
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電壓駐波比
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傳送的功率(%)
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-0
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無窮大
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0
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-0.5
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34.75
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10.87
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-1
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17.39
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20.6
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-2
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8.72
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36.9
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-3
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5.85
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49.9
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-4
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4.42
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60.2
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-6
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3.01
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74.9
|
-8
|
2.32
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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
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99.7
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-30
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1.07
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99.9
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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(shí)包括一個(gè)正的低壓電源(+3.3V或+5V)和一個(gè)正的高壓電源(+85V)或一個(gè)負(fù)的高壓電源(-85V)。三組電源時(shí)包括一個(gè)正的低壓電源(+3.3V或+5V)、一個(gè)負(fù)的低壓電源(-3.3V)和一個(gè)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(duì)穩(wěn)定。但是高壓電源在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)1KHZ(高壓電源反復(fù)對(duì)旁路電容沖放電)跳頻時(shí)電流相差較大。指標(biāo)中應(yīng)分別注明高壓的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)電流。
1.13 輸入射頻功率和輸入三階截點(diǎn)
輸入射頻功率描述跳頻濾波器在滿足各項(xiàng)指標(biāo)的情況下所能處理的最大功率。超過這個(gè)輸入功率1倍以內(nèi)濾波器不會(huì)損壞,但是互調(diào)和插損等指標(biāo)會(huì)突然變差。輸入三階截點(diǎn)實(shí)際中是換算得到而不是測(cè)量得到的,在數(shù)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(dāng)前工作頻率隨溫度的變化而變化的一個(gè)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(shù),特別是其中的電容、電感。溫度的變化會(huì)導(dǎo)致元器件標(biāo)稱值的變化,進(jìn)而引起諧振頻率的變化。一般來說跳頻濾波器中心頻率會(huì)隨著溫度的升高而略有降低。對(duì)此項(xiàng)指標(biāo)要求≤80ppm/℃。
1.15 工作溫度和貯存溫度
軍用產(chǎn)品工作環(huán)境通常嚴(yán)酷惡劣,所以對(duì)于跳頻濾波器工作溫度范圍有嚴(yán)格要求。至少滿足-55~+85℃,在此溫度范圍內(nèi)跳頻濾波器應(yīng)該可以在滿功率和快速跳頻的情況下連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間正常工作。 |