频谱检测设备接收机中可调滤波器的设计与实现

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在目前无线通信技术飞速发展的环境下,军用雷达以及民用通信领域对微波射频技术的要求都越来越高。超外差接收机具有动态范围大、通带宽和比较高的通带选择性和接收灵敏度等特性,因此被越来越多的通信系统所采用。,频谱检测设备接收机射频前端的选频组件性能的优劣直接影响着整个通信系统的质量,因而在整个系统中有着举足轻重的作用。本文主要目的是设计实现频谱检测设备接收机射频前端的预选滤波器,接收机中需要预选滤波器将接收到的信号进行频谱划分,便于后面的变频以及数字化处理,在本文的设计指标中,用可调滤波器实现对2.9-7GHz信号的滤波,实现绝对带宽恒定,力求实现电路小型化和集成化。本文针对频谱检测设备接收机射频前端选频组件的设计,出了一种将连续调谐和离散调谐相结合的可调滤波器组。本文选用变容二极管做为滤波器中心频率调谐的控制器件,中心频率能够快速灵敏地随电容值的改变发生偏移。首先设计了可调双模滤波器,利用奇模和偶模的同时适当变化,实现中心频率的偏移;接着设计了可调开环滤波器,该滤波器在梳状线结构的基础上进行改进,使滤波器占用的体积更小,电路更加紧凑。同时,在保持绝对带宽恒定的研究上,本文研究了两种方法:一种是根据奇偶模理论,只要奇模和偶模的带宽之差和中心频率之差分别是一个恒定的值,就可以得到绝对带宽的恒定,但是这种方法需要两个控制信号来调节奇模和偶模的变化,不易控制;另一种方法是经过不断的验证和分析,得出在可调滤波器中,只要输入输出耦合长度适当,也可以在一定范围内保持绝对带宽恒定。结合本文的设计指标以及单个滤波器的可调限度,将可调滤波器划分了三个频段:2.9-4GHz,4-5.5GHz和5.5-7GHz;在每个频段内中心频率连续可调,带宽约为340MHz,由于变容二极管存在等效电阻和等效电感,插损为12dB,测试与仿真的频偏约为300MHz,带内平坦,带外抑制度达-35dB,波形稳定,电调滤波器组尺寸较小,实现了电路的小型化和集成化。
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