【摘 要】
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跳频通信系统以其突出的秘密性和抗干扰性广受关注。跳频滤波器是跳频通信系统的重要器件之一。随着通信抗干扰技术的发展,具有更优良选频特性的高Q跳频滤波器需要被研发出来。一种在环路中加入有源器件补偿阻性损耗的技术可以大幅提升谐振器的Q值和选频特性,有望应用在VHF频段便携式通信设备中。本文分析了环路Q增强谐振器的工作原理和特点,利用较低品质因数谐振单元、放大器、移相器和定向耦合器等器件构成正反馈环路结构
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跳频通信系统以其突出的秘密性和抗干扰性广受关注。跳频滤波器是跳频通信系统的重要器件之一。随着通信抗干扰技术的发展,具有更优良选频特性的高Q跳频滤波器需要被研发出来。一种在环路中加入有源器件补偿阻性损耗的技术可以大幅提升谐振器的Q值和选频特性,有望应用在VHF频段便携式通信设备中。本文分析了环路Q增强谐振器的工作原理和特点,利用较低品质因数谐振单元、放大器、移相器和定向耦合器等器件构成正反馈环路结构,设计出30～90 MHz电调Q增强谐振器。该Q增强谐振器能将谐振单元的品质因数从10提升至400,实现了优异的选频性能。为了降低环路结构的噪声系数,输入信号经过耦合器的直通端直接进入放大器并通过耦合进行反馈。最后实现的环路Q增强谐振器噪声系数仅为4.4,非常适用于接收机前端的应用。基于环路Q增强谐振器,本文研制了30～90 MHz Q增强跳频滤波器。由于加入耦合结构会使调谐变量增多,且高Q谐振器之间耦合量弱、耦合调谐敏感,本文在形成滤波器时采用了去耦合的并联合成式结构,通过两个谐振器获得一个四阶带通特性。针对环路Q增强谐振器在高Q时存在与前级难以匹配的问题,本文采用了平衡式架构对其改进使滤波器具有自适应的驻波改善能力。同时,平衡式架构使滤波器拥有无反射特性,可以通过简单级联获得更高阶的选择性能。最后制成的跳频滤波器能实现30～90 MHz中心频率调谐,拥有1%～7%的相对带宽调节能力。单级滤波器的30 d B/3 d B矩形系数小于5.4,两级级联后矩形系数小于2.9。同时,该跳频滤波器噪声系数小于8,拥有149～164 d B·Hz的高动态范围。最后设计了控制信号的数字化模块以便于实现跳频功能,具有较大的实用价值。
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