ФИЛЬТРОВАЯ СИСТЕМА РАДИОПЕРЕДАТЧИКА Российский патент 1997 года по МПК H03H19/00 

Предлагаемое устройство относится к радиотехнике и может быть использовано при разработке радиопередатчиков.

Известны фильтровые системы радиопередатчиков, состоящие из коммутируемых канальных полосовых фильтров гармоник, которые обеспечивают фильтрацию высших гармонических составляющих выходного сигнала оконечного каскада усилителя мощности при работе последнего в режиме с отсечкой тока [1, 2]
Эти системы имеют значительные массо-габаритные показатели и не удовлетворяют возрастающим требованиям к параметрам ЭМС радиопередающих устройств из-за недостаточной избирательности.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой фильтровой системе радиопередатчика является фильтровая система радиопередатчика, описание которой приведено в [3] Она состоит из коммутируемых канальных полосовых фильтров гармоник. Входы последних подключены к соответствующим выходам коммутатора, вход которого является входом устройства. Выходы коммутируемых канальных полосовых фильтров гармоник подключены к соответствующим входам коммутатора, выход которого является выходом устройства. В радиопередатчике к входу фильтровой системы подключается выход усилителя мощности, а к выходу ее согласующее устройство.

Однако при таком построении фильтровой системы передатчика увеличение гарантированного затухания на частотах гармоник можно обеспечить только лишь за счет увеличения количества реактивных элементов, входящих в ее состав. Это приводит к ухудшению массо-габаритных и стоимостных показателей фильтровой системы и радиопередатчика в целом.

Задача изобретения разработка фильтровой системы радиопередатчика, обеспечивающей повышение избирательности без увеличения количества реактивных элементов, входящих в ее состав.

Поставленная задача решается тем, что в известную фильтровую систему радиопередатчика, содержащую N коммутируемых канальных полосовых фильтров гармоник, входы которых подключены к соответствующим выходам коммутатора, вход которого является входом фильтровой системы радиопередатчика, дополнительно введены N последовательных колебательных контуров, N коммутирующих элементов и блок коррекции. Выход каждого из N коммутируемых канальных полосовых фильтров гармоник соединен с входом соответствующего коммутирующего элемента и входом соответствующего последовательного колебательного контура. Выходы N коммутирующих элементов соединены с общей шиной. Выходы N последовательных колебательных контуров подключены к входу блока коррекции, выход которого является выходом фильтровой системы радиопередатчика. Блок коррекции содержит параллельный колебательный контур и N-1 последовательных колебательных контуров. Входы параллельного колебательного контура и N-1 последовательных колебательных контуров соединены между собой и являются входом и выходом блока коррекции. Выходы параллельного колебательного контура и N-1 последовательных колебательных контуров соединены с общей шиной.

Новая совокупность существенных признаков позволяет формировать в заявляемом устройстве фильтрующую цепь с большим количеством реактивных элементов, чем в устройстве-прототипе, при сохранении общего количества реактивных элементов устройства, в результате чего достигается поставленная цель.

На фиг. 1 представлена структурная схема фильтровой системы радиопередатчика; на фиг. 2 схема блока коррекции; на фиг. 3 схема коммутируемого канального полосового фильтра гармоник устройства; на фиг. 4 - схема коммутируемого канального полосового фильтра гармоник устройства - прототипа; на фиг. 5 схема фильтрующей цепи устройства; на фиг. 6 - характеристики затухания фильтрующих цепей фильтровой системы радиопередатчика и устройства прототипа.

Фильтровая система радиопередатчика (фиг. 1) состоит из коммутатора 1, N коммутируемых канальных полосовых фильтров гармоник 2 (2₁, 2₂, 2₃, 2_N), N последовательных колебательных контуров 3 (3₁, 3₂, 3₃, 3_N), коммутирующих элементов 4 (4₁, 4₂, 4₃, 4_N), блока коррекции 5.

Вход устройства "Вх" через контакты коммутатора 1 подключается ко входам коммутируемых канальных полосовых фильтров гармоник 2, причем одновременно может быть подключен вход только одного коммутируемого канального полосового фильтра гармоник. Выходы коммутируемых канальных полосовых фильтров гармоник 2 соединены с входами последовательных колебательных контуров 3 и с входами коммутирующих элементов 4 соответственно. Выходы последовательных колебательных контуров 3 соединены с входом блока коррекции 5. Выходы коммутирующих элементов 4 соединены с общей шиной. Выход блока коррекции 5 является выходом устройства "Вых". Блок коррекции 5 может быть реализован по схеме, показанной на фиг. 2. Он содержит параллельный колебательный контур 5, и N-1 последовательных колебательных контуров 5₂, 5₃, 5_N-1. Вход параллельного колебательного контура 5₁ и входы последовательных колебательных контуров 5₂, 5₃, 5_N-1 соединены между собой и являются входом и выходом блока коррекции 5. Выход параллельного колебательного контура 5₁ и выходы последовательных колебательных контуров 5₂, 5₃, 5_N-1 cоединены с общей шиной. Каждый из коммутируемых канальных полосовых фильтров гармоник 2 (2₁, 2₂, 2_N) может быть реализован по схеме, показанной на фиг. 3. Он включает все элементы коммутируемого канального полосового фильтра гармоник устройства-прототипа, представленного на фиг. 4, за исключением четырех элементов. Коммутируемые канальные полосовые фильтры гармоник (фиг. 3 5) содержат конденсаторы 6 10, катушки индуктивности 11 - 16, конденсаторы 17, 18 (фиг. 4), катушки индуктивности 19, 20 (фиг. 4).

Фильтровая система радиопередатчика работает следующим образом.

Для фильтрации сигнала частота, первой гармоники которого соответствует полосе пропускания i-го коммутируемого канального полосового фильтра гармоник (i 1, 2, N), например i 1, контакты коммутатора 1 соединяют вход устройства "Вх" с входом i-ог коммутируемого канального полосового фильтра гармоник, например, с входом коммутируемого канального полосового фильтра гармоник 2₁. Контакты одного из коммутирующих элементов (в данном случае 4₁) размыкаются. В результате образуется фильтрующая цепь, представленная на фиг. 5 и состоящая из М 4 + 4N реактивных элементов, где М количество реактивных элементов, входящих в состав коммутируемого канального фильтра устройства-прототипа. Для фильтрации того же сигнала в устройстве-прототипе используется только М реактивных элементов, входящих в состав одного коммутируемого канального полосового фильтра (фиг. 4). Таким образом, при равенстве общего количества реактивных элементов, входящих в состав устройства-прототипа и устройства по данному изобретению, фильтрующая цепь последнего содержит на 4 (N-1) реактивных элементов больше, чем фильтрующая цепь устройства-прототипа. При этом реактивные элементы сформированной фильтрующей цепи в устройстве по данному изобретению выполняют следующие функции: конденсаторы 6 10 и катушки индуктивности 11 16 обеспечивают основную фильтрацию сигнала, реактивные элементы i-го последовательного колебательного контура (для приведенного примера - последовательного колебательного контура 3₁) обеспечивают минимальное затухание в полосе пропускания i-ого коммутируемого канального полосового фильтра гармоник, реактивные элементы последовательных колебательных контуров 3j (j 1, N, j ≠ i) обеспечивают всплески затухания в полосах пропускания всех коммутируемых канальных полосовых фильтров гармоник кроме, i-го, реактивные элементы параллельно колебательного контура 5₁ и последовательных колебательных контуров 5₂, 5_N обеспечивают коррекцию характеристик затухания в полосах пропускания каждого из коммутируемых канальных полосовых фильтров гармоник.

Номиналы реактивных элементов последовательных колебательных контуров 3₁, 3_N выбираются таким образом, чтобы частоты резонанса совпадали со среднегеометрическими частотами полос пропускания соответствующих коммутируемых канальных полосовых фильтров гармоник. Номиналы реактивных элементов блока коррекции 5 выбираются таким образом, чтобы фильтрующая цепь фильтровой системы передатчика в полосе пропускания сохраняла характеристики затухания фильтрующей цепи известного устройства-прототипа. Номиналы реактивных элементов последовательных колебательных контуров 3 и блока коррекции 5 могут быть рассчитаны по формулам, приведенным в литературе (Бабков В.Ю. Высокочастотные тракты автоматизированных комплексов радиосвязи, Л. ВАС. 1989 г. с. 175). Вследствие того что частоты, на которых N-1 последовательных колебательных контуров из числа входящих в блок 3 обеспечивают всплески затухания, соответствуют полосе задерживания i-го коммутируемого канального полосового фильтра гармоник (например 2₁), степень подавления высших гармоник поступающего на вход устройства сигнала становится выше, чем при использовании фильтрующей цепи устройства-прототипа, в составе которой этих контуров нет.

Из приведенных на фиг. 6 графиков характеристик затухания для фильтрующих цепей устройства-прототипа и устройства по данному изобретению, полученных в результате расчетов, видно, что гарантированное затухание, которое обеспечивает фильтровая система радиопередатчика в полосе задерживания на 20 дБ и более, превышает аналогичный показатель для устройства-прототипа, причем наибольшая разница наблюдается на частотах, соответствующих среднегеометрическим частотам полос пропускания коммутируемых канальных полосовых фильтров, не участвующих в полосе фильтрации (для приведенного примера 2₂, 2_N).

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при разработке радиопередатчиков. Сущность изобретения состоит в том, что фильтровая система радиопередатчика содержит коммутатор 1, N коммутируемых канальных полосовых фильтров гармоник 2 (2₁, 2₂, 2₃, ..., 2_N), N последовательных колебательных контуров 3 (3₁, 3₂, 3₃, ..., 3_N), N последовательных колебательных контуров 3 (3₁, 3₂, 3₃, ..., 3_N), N коммутирующих элементов 4 (4₁, 4₂, 4₃, ..., 4_N), блок коррекции 5, состоящий из параллельного колебательного контура, 5₁ и N-1 последовательных колебательных контуров 5₂, 5₃, .. . , 5_N-1, что позволяет обеспечить повышение избирательности без увеличения количества реактивных элементов, входящих в ее состав. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Фильтровая система радиопередатчика, содержащая N коммутируемых канальных полосовых фильтров гармоник, входы которых подключены к соответствующим выходам коммутатора, вход которого является входом фильтровой системы радиопередатчика, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены N последовательных колебательных контуров, N коммутирующих элементов и блок коррекции, причем выход каждого из N коммутируемых канальных полосовых фильтров гармоник соединен с входом соответствующего коммутирующего элемента и входом соответствующего последовательного колебательного контура, выходы N коммутирующих элементов соединены с общей шиной, выходы N последовательных колебательных контуров подключены к входу блока коррекции, выход которого является выходом фильтровой системы радиопередатчика. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок коррекции содержит параллельный колебательный контур и N 1 последовательных колебательных контуров, при этом входы параллельного колебательного контура и N 1 последовательных колебательных контуров соединены между собой и являются входом и выходом блока коррекции, а выходы параллельного колебательного контура и N 1 последовательных колебательных контуров соединены с общей шиной.