在军事领域上,VHF通信的应用正变得越来越广泛,同时VHF频段接收机的研究与实现也取得了很大的发展。滤波器作为VHF频段接收机内部的一个非常重要的器件,通常直接影响着超短波接收机的性能指标。64990
近几年来,由于多种新技术应用在VHF波段,如宽带直接序列扩频技术等,超短波通信显然已经成为了军用无线通信的主流,由于国外学者对此认识较早,超短波通信技术发展较快,超短波滤波器的设计与研究也处于领先阶段。虽然国内已经有了不少VHF波段滤波器,但大多都停留在仿真设计论证和理论研究阶段,生产并投入使用的很少。这时设计出的很多超短波产品,由于超短波接收机内前端滤波器的设计性能较差,它们与国外相比还有一定的差距。
而目前文献中所介绍的超短波滤波器大多为声表面波(SAW)工艺设计,或者是传统的LC结构设计,有关超短波滤波器几种典型结构的设计总结如下:
文献[9]介绍的VHF带通滤波器采用的是传统的LC结构,图1.2.1和图1.2.2分别为该LC带通滤波器的原理框图和实物照片图。从图中可以看出,该带通滤波器由一个五级的切比雪夫高通滤波器和一个七级的切比雪夫低通滤波器串联组合而成,广义切比雪夫高通滤波器带外抑制较好。虽然基于这种结构的滤波器结构简单,但是其体积太大,在一些微系统的设计中并不能满足小型化的要求。
图1.2.1 LC带通滤波器原理框图
图1.2.2 LC带通滤波器实物照片
文献[10]采用的是梯形声表面波(Surface Acoustic Wave,SAW)单元结构与微带组合电路构成的SAW滤波器,图1.2.3(a)和(b)分别给出了SAW滤波器原理图和加了补偿元件的SAW滤波器结构。这种结构的滤波器虽然体积也很小,但是生产成本高、带内插入损耗大,而且还有严重的温漂。论文网
(a)SAW滤波器的原理图 (b) 加补偿元件的SAW滤波器结构
图1.2.3 加补偿元件前后的SAW滤波器结构
采用了三节宽带差接桥型六晶体电路,设计出一款宽带型带通分立式石英晶体滤波器,可用于通讯系统在较宽范围选频[11]。三节宽带差接桥晶体滤波器电路及其生产实物照片分别见图1.2.4(a)和(b)。但是基于这种结构设计的滤波器具有体积大、带内插入损耗差的缺点。
(a)三节宽带差接桥晶体滤波器电路 (b)70 MHz滤波器实物照片
图1.2.4 宽带晶体滤波器的电路和实物图
通过以上分析可以看出,采用传统的LC结构或者声表结构设计的VHF频段滤波器,一般具有体积较大、性能较低、稳定性不高的缺点。所以,本文设计的超短波滤波器,采用的是LTCC工艺来实现,基于这种技术的滤波器具有体积小、性能高的特点,是未来发展的趋势。