基于电调谐基于电调谐LC滤波器的研究与设计分析滤波器的研究与设计分析
本文利用微波电路CAD设计软件,结合可靠的设计理论来进行电路设计,可以避开复杂的理论计算,极大地提
高设计准确性和效率,有效缩短研制周期,降低成本。Agilent公司的ADS软件由于其强大的功能而广泛应用于
射频微波电路的仿真和优化设计。
1 引 言
通信对抗系统需要在复杂的信息环境下实现对信号的处理,需要滤波器实现信号的选择,滤波器主要应用于分离信号、抑
制干扰,这是滤波器最广泛和最基本的应用。在这种应用中,他使所需要频率的信号顺利通过,对不需要的频率产生抑制。当
前的通信系统随着实际的需要,要求滤波器低插损、低带内波动、高信号选择性,同时体积尽可能小,以满足灵敏度和动态范
围的要求。电调滤波器具有体积小、工作频带宽的优点,可很好地抑制二阶组合信号,有着广阔的应用前景。
本文利用微波电路CAD设计软件,结合可靠的设计理论来进行电路设计,可以避开复杂的理论计算,极大地提高设计准
确性和效率,有效缩短研制周期,降低成本。Agilent公司的ADS软件由于其强大的功能而广泛应用于射频微波电路的仿真和
优化设计。
2 理论分析
100~250 MHz的电调滤波器可采用LC电调谐振滤器设计方法,改变变容二极管的可调电容进行电调滤波,根据带宽,插
入损耗,幅度一致性的综合要求对滤波器进行优化设计。
LC电调谐滤波器实际上就是同步调谐滤波器,他由若干个中心频率调谐于W0的并联谐振回路组成之所以用并联形式,由
于串联时偏置回路复杂,至少需要一个电阻且电感的杂散电容不易被吸收。选择同步调谐滤波器的一个关键要素在于这种滤波
器能够以简单的电路形式实现电调谐,而其他形式的滤波器并非不能实现电调谐而是要实现电调谐的电路较复杂,且所需变容
管种类多,其电特性也极不易同时满足需要。设计LC电调谐滤波器实际相当于设计谐振放大器,只是这里变容管成为电路的
核心。现对变容管谐振电路略做讨论和分析。
2.1 变容二极管谐振回路
图1和图2给出2种基本变容二极管并联谐振回路。
在图1所示电路中,调谐电压通过扼流电感和偏置电阻RB加到变容管上,串联电容CS使交流电路闭合,同时把变容管的
负极与并联电感隔离开,从而使调谐电压能正确加载。电路中还并联了一个固定电容Cp。放在偏置电阻前的退耦电容容量很
大,相当于交流接地,故在后续的讨论中可不予考虑。对高频交流信号而言,偏置电阻和串联电容是并联的。通过网络变换将
其变换到并联谐振回路中,该等效并联电阻RC为:
可见由偏置电阻RB引起的阻性损耗RC是频率的函数。如果串联电容CS的值不是充分大,则有可能导致调谐电路的带宽
和频率无关。
图2表明所示为调谐电压直接加载到变容二极管上时的情况,此时由偏置电阻RB产生的并联损耗电阻可以表示为: