劉朝鋒 蘇慶偉 茹宇翔

摘 要：跳頻濾波器是一種用于跳頻接收機(jī)和跳頻發(fā)射機(jī)的數(shù)字調(diào)諧跳頻濾波器。當(dāng)今電磁信號(hào)日益密集、復(fù)雜，軍方對(duì)通信對(duì)抗設(shè)備的抗 干擾能力要求越來越高。跳頻電臺(tái)作為新一代的通信對(duì)抗設(shè)備，具有較強(qiáng)的抗干擾、抗截獲能力，使其在現(xiàn)代的電子戰(zhàn)中顯示出巨大的優(yōu)越性。數(shù)字調(diào)諧跳頻濾波器就是針對(duì)新一代通信對(duì)抗設(shè)備研制的關(guān)鍵部件。它置于設(shè)備接收機(jī)前端或發(fā)射機(jī)功率放大器后端，用于信道分割、防阻塞和抑制不需要的電磁信號(hào)。因此它在很大程度上決定了設(shè)備靈敏度、噪聲系數(shù)、中頻和鏡像抑制等重要指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字調(diào)諧 跳頻濾波器 PIN管 諧振

1 數(shù)字調(diào)諧跳頻濾波器的主要指標(biāo)：

數(shù)字調(diào)諧跳頻濾波器是跳頻電臺(tái)的重要組成部分，根據(jù)項(xiàng)目的具體使用場合和環(huán)境特點(diǎn)，按照GJB規(guī)定和整機(jī)要求，對(duì)于數(shù)字調(diào)諧跳頻濾波器提出以下主要指標(biāo)要求：

1）載波頻率范圍：225MHz-512MHz；

2）3dB相對(duì)帶寬：8%-11%*Fo；

3）選擇性：Fo±10%：≥14dB；

4）遠(yuǎn)端抑制：2*Fo≥60dB；

5） 插入損耗：≤1.2 dB；

6）跳頻延時(shí)：≤30μs；

7）匹配阻抗：50Ω；

2 數(shù)字調(diào)諧跳頻濾波器的線路方案：

跳頻濾波器時(shí)利用高壓驅(qū)動(dòng)器PIN二極管來切換二進(jìn)制電容，實(shí)現(xiàn)快速頻率切換。實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)連續(xù)頻率可調(diào)的雙調(diào)諧回路。選用高效能PIN二極管和零溫度系數(shù)諧振電容，經(jīng)過多次高低溫循環(huán)沖擊和振動(dòng)，以及各種環(huán)境實(shí)驗(yàn)篩選制作而成。

3 數(shù)字調(diào)諧跳頻濾波器中關(guān)鍵重要器件的選用

在原理設(shè)計(jì)和調(diào)試中發(fā)現(xiàn)電容和PIN二極管對(duì)于濾波器的指標(biāo)的優(yōu)劣和可靠性及穩(wěn)定性影響非常大。首先分析電容的影響，因?yàn)樘l濾波器不僅濾除收小信號(hào)，更要濾除大功率信號(hào)，因此跳頻濾波器的功率容量對(duì)于網(wǎng)絡(luò)部分的電容的功率容量成正比。電容射頻電流額定值確定有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是電容額定電壓，討論如下。

IP= ，Vpeak=電容額定工作電壓，VDC=電容兩端直流電壓，XC=電容的電抗

射頻電流一定不能高于方程1的數(shù)值，相反要預(yù)留一定的余量，才能保證在高溫長時(shí)間跳頻工作環(huán)境下不致?lián)p壞。

第二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是功率耗散允許的溫升。如果知道電容等效串聯(lián)電阻ESR，最大功率耗散有以下因素決定：熱阻，電容等效串聯(lián)電阻ESR，電容內(nèi)部允許的最高溫度，終端上的焊錫和環(huán)氧樹脂能承受而不損壞的最高溫度。簡單地說就是電容因?yàn)闊嶙韬偷刃Т?lián)電阻所導(dǎo)致的電容發(fā)熱是否可以在達(dá)到溫度熱平衡時(shí)小于電容內(nèi)部所允許的溫度值，否則電容輕則內(nèi)部擊穿，重則爆裂。其次電容的溫度系數(shù)（TCC），一般電容的容值隨溫度的升高而增大，隨溫度的降低而減小。

4 數(shù)字調(diào)諧跳頻濾波器在電臺(tái)中的位置及作用

數(shù)字調(diào)諧跳頻濾波器在收、發(fā)不同狀態(tài)下受主控單元的功率等級(jí)信號(hào)（PM）和發(fā)控制信號(hào)（PTT）共同控制作用下實(shí)現(xiàn)幾種數(shù)字調(diào)諧跳頻濾波器不同的接入與接出，內(nèi)部則采用八位二進(jìn)制碼控制其內(nèi)部的窄帶帶通濾波器的與當(dāng)前電臺(tái)頻率相對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)的選通。共址工作是滿足復(fù)雜電磁環(huán)境干擾下的多部電臺(tái)同車共址工作的最有效解決途徑，因此使用具有數(shù)字調(diào)諧跳頻濾波器的超短波跳頻電臺(tái)，使得多部電臺(tái)可以在同一地理位置共址工作，滿足裝車組網(wǎng)需要，實(shí)現(xiàn)話音和數(shù)據(jù)在同時(shí)同地的收、發(fā)多工種的通信。

5 數(shù)字調(diào)諧跳頻濾波器的主要指標(biāo)在電臺(tái)連試中的測試方法

5.1 調(diào)諧頻率范圍

參考圖1的連接。測試前應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)分析儀8711進(jìn)行校準(zhǔn)，原則上網(wǎng)絡(luò)分析儀在每次開機(jī)后應(yīng)校準(zhǔn)一次，校準(zhǔn)方法：用一根50Ω的射頻線將網(wǎng)絡(luò)分析儀的RF OUT和RF IN兩端口連接好之后，按下PRESET鍵等儀器復(fù)位完成后按下CAL鍵再按下選擇鍵TRANSMISSN后在選擇RESPONSE接著選擇MEASURE STRANDARD，校準(zhǔn)完成。測試時(shí)將網(wǎng)絡(luò)分析儀中的SPAN、CENTER設(shè)置為合適的頻帶范圍：（可選擇） POWER設(shè)置為0 dBm。

按圖連接好測試工裝和儀器，將濾波器插入測試工裝，連接好地址線，電源Vcc與Vbb根據(jù)內(nèi)控指標(biāo)要求調(diào)整好后再連接，防止濾波器損壞。打開測試工裝電源開關(guān)，按壓地址加減按鍵，地址燈亮為1，不亮的為0，根據(jù)內(nèi)控指標(biāo)載波頻率給出的測試點(diǎn)地址，讀取網(wǎng)絡(luò)分析儀顯示的頻率值，此值應(yīng)符合跳頻濾波器規(guī)定。地址碼的計(jì)算公式如下：

調(diào)諧地址 =

fx 待調(diào)諧中心頻率；

flow本頻率段最低端頻率；

fhigh本頻率段最高端頻率。

5.2 3dB帶寬

按圖1連接好測試工裝和儀器，將濾波器插入測試工裝，連接好地址線與電源線，打開測試工裝電源開關(guān)，將網(wǎng)絡(luò)分析儀的WIDTHS處于ON，按壓地址加減按鍵，讀取網(wǎng)絡(luò)分析儀顯示的3dB帶寬值，此值應(yīng)符合跳頻濾波器規(guī)定。

5.3 選擇性（Fo±10%）

按圖1連接好測試工裝和儀器，將濾波器插入測試工裝，連接好地址線與電源線，打開測試工裝電源開關(guān)，將網(wǎng)絡(luò)分析儀的MARKER處于MAX，按壓地址加減按鍵，讀取網(wǎng)絡(luò)分析儀顯示的頻率值，以此值作為參考點(diǎn)，然后輸入?yún)⒖键c(diǎn)的頻率乘以±10%的值，此時(shí)網(wǎng)絡(luò)分析儀顯示的即為選擇性值，此值應(yīng)符合跳頻濾波器規(guī)定。

5.4 遠(yuǎn)端抑制

按圖1連接好測試工裝和儀器，將濾波器插入測試工裝，連接好地址線與電源線，打開測試工裝電源開關(guān)，將網(wǎng)絡(luò)分析儀的MARKER處于MAX，按壓地址加減按鍵，讀取網(wǎng)絡(luò)分析儀顯示的頻率值，根據(jù)內(nèi)控指標(biāo)要求，直接輸入相應(yīng)的頻率，此時(shí)網(wǎng)絡(luò)分析儀顯示的即為遠(yuǎn)端抑制值，此值應(yīng)符合跳頻濾波器規(guī)定。

6 結(jié)束語

本論文源于工作中的設(shè)計(jì)任務(wù)，某型車載跳頻電臺(tái)的設(shè)計(jì)，其中數(shù)字調(diào)諧跳頻濾波器作為收前端和發(fā)后端的重要部件，它的設(shè)計(jì)應(yīng)用有許多經(jīng)驗(yàn)和獨(dú)到之處，通過此論文與大家簡單討論交流。論文首先對(duì)設(shè)計(jì)的數(shù)字調(diào)諧跳頻濾波器的指標(biāo)進(jìn)行了介紹，然后對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)字調(diào)諧跳頻濾波器所涉及的理論和重要核心器件進(jìn)行研究和討論，之后對(duì)濾波器在電臺(tái)中位置和作用煎藥論述，最后對(duì)數(shù)字調(diào)諧跳頻濾波器的主要指標(biāo)做了詳細(xì)測試說明。