寧濤

摘 要：針對實際工程應用中L頻段接收或發(fā)射信道有較高的選頻濾波要求，加之設備小型化要求中有嚴格的體積限制，不能使用寬帶濾波器和較大體積的濾波器，采用電調(diào)濾波器是一個不錯的選擇。然而傳統(tǒng)電調(diào)濾波器采用的諧振電路中的電感在L頻段使用時，會出現(xiàn)很多問題，影響產(chǎn)品性能。本文就針對這一問題，提出了一種同軸介質(zhì)諧振器型電調(diào)濾波器，并采用ADS（Advanced Design System）進行了研發(fā)初期的仿真分析，大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量和研發(fā)效率。

關鍵詞：電調(diào)濾波器;同軸介質(zhì)諧振器;ADS;L頻段;EDA設計

1 引言

電調(diào)濾波器在通信系統(tǒng)中具有重要的地位，廣泛應用于電臺通信、測量測繪、雷達技術以及電子對抗技術等領域，提高發(fā)射和接收相關性能指標。在射頻發(fā)射信道或接收信道中，需要在射頻信號放大前進行選頻濾波，抑制干擾、雜散、交調(diào)等無用信號，防止這些無用信號被后級的放大器放大，影響設備整體性能。電調(diào)濾波器是通過動態(tài)可調(diào)整的電壓對濾波器的選通頻點進行動態(tài)選擇，并有體積小、選擇性較高的特點。

本文涉及的是一種應用在L頻段的電調(diào)濾波器。頻率較低時電調(diào)濾波器一般是由n組電感線圈、變?nèi)荻O管和高Q電容組成的調(diào)諧回路組成，利用改變變?nèi)荻O管的反向偏置電壓來控制帶通濾波器的選通頻率，來實現(xiàn)信道中選通有用信號、衰減帶外無用信號的作用。由于在L頻段應用普通電感線圈會因為電感Q值不高的特性而影響電調(diào)濾波器整體指標，進而不能達到通信設備對信道的指標要求，造成接收靈敏度降低，發(fā)射雜散抑制指標不達標等問題。

ADS軟件是美國Agilent公司推出的電路和系統(tǒng)分析軟件，可實現(xiàn)包括時域和頻域、線性和非線性、模擬和數(shù)字、器件級和系統(tǒng)級等多方面仿真，解決了射頻電路設計領域困擾設計工程師的大多數(shù)問題，是一款強大的射頻電路設計與仿真工具軟件。本文將采用ADS（Advanced Design System）輔助設計軟件，對一款L頻段同軸介質(zhì)諧振器型電調(diào)濾波器進行仿真應分析旨在提供一種利用ADS仿真軟件進行高頻段同軸介質(zhì)諧振器型電調(diào)濾波器設計的思路和方法，從而減少設計迭代，提高設計速度。

2 電調(diào)濾波器設計思路

本文電調(diào)濾波器工作在L頻段，不采用傳統(tǒng)的電感和電容作為諧振器件，而是采用同軸介質(zhì)諧振器，它的等效電路如圖1所示。同軸介質(zhì)諧振器應用大多是VCO、固定濾波器等。由于同軸介質(zhì)諧振器本身Q值較高，所以配合變?nèi)荻O管組成的電調(diào)濾波器的選擇性、插入損耗等指標較優(yōu)。電調(diào)濾波器根據(jù)組成它的諧振器組的個數(shù)，可分為單調(diào)諧濾波器、雙調(diào)諧濾波器、多調(diào)諧濾波器等。根據(jù)工程設計實際需要和系統(tǒng)的指標要求，可對電調(diào)濾波器的諧振器組個數(shù)進行確定。諧振器多了，選頻性能會更好，但會帶來更大的插入損耗和調(diào)試難度。

本文設計的L頻段濾波器的指標是：

（1）對頻段的劃分是1GHz～1.42GHz、1.42GHz～1.7GHz和1.7GHz～2GHz;

（2）輸入輸出阻抗為50歐姆;

（3）插入損耗設計值為不大于4dB;

（4）3dB帶寬≥8%;

（5）矩形系數(shù)（30dB：3dB）≤7.5。

這里我們只選取1.42GHz～1.7GHz進行仿真，ADS仿真圖見圖4所示。其它波段同理。

4 設計總結

經(jīng)過對電調(diào)濾波器工程實物的測試，指標滿足濾波器設計要求，指標達標。本文通過同軸介質(zhì)諧振器型電調(diào)濾波器的實際應用對濾波器的設計思路進行了講解，并給出了采用同軸介質(zhì)諧振器這種器件設計的三調(diào)諧電調(diào)濾波器原理圖，同時也給出了ADS仿真設計方法和仿真結果。另外需要指出的是在進行L頻段或更高頻濾波器設計中，印制板所帶來的寄生參數(shù)對濾波器性能指標影響較大，應對電調(diào)濾波器進行板級仿真，減少設計迭代。

參考文獻

[1]張忠祥，陳暢，吳先良.新型TM模介質(zhì)諧振器及其小型化應用[J].合肥工業(yè)大學學報，2011，第34卷-4期

[2]徐興福.ADS2008射頻電路設計與仿真實例[M].電子工業(yè)出版社，2012