專利名稱：一種外均衡高溫超導(dǎo)線性相位濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及通信系統(tǒng)接收機(jī)前端所廣泛采用的一種
濾波器。
背景技術(shù)：
對于許多通信系統(tǒng)的濾波器子系統(tǒng)而言，除了關(guān)心它的幅頻特性外，還必須關(guān)心 它的相位特性(群時延特性)。為了避免信號失真，常要求濾波器子系統(tǒng)在通帶內(nèi)中心頻率 附近較大的區(qū)域內(nèi)具有等群時延的特性，我們將具有等群時延特性的濾波器稱為線性相位 濾波器。線性相位濾波器的實(shí)現(xiàn)方法可分為自均衡法和外均衡法。相對而言，外均衡法可 均衡的有效帶寬更大。其主要實(shí)現(xiàn)思想為通過在不具備線性相位特性的濾波器后面外接 一個在通帶內(nèi)群時延起伏與該濾波器群時延相反的一個群時延均衡器來對該濾波器群時 延進(jìn)行補(bǔ)償，由于系統(tǒng)總的群時延為原濾波器的群時延與群時延均衡器的群時延之和，從 而可以實(shí)現(xiàn)群時延均衡，即線性相位。 對于那些使用高溫超導(dǎo)材料制作的線性相位濾波器，由于常規(guī)加工工藝很難保證
超導(dǎo)材料電路的尺寸精度，制作出來的超導(dǎo)器件的頻響特性的實(shí)測值往往和仿真值存在比
較大的差異。所以現(xiàn)有技術(shù)中制作外均衡線性相位濾波器的方法常采用先單獨(dú)設(shè)計(jì)不具備
線性相位特性的濾波器，再根據(jù)該濾波器的群時延特性實(shí)測值來設(shè)計(jì)群時延均衡器。如此，
濾波器和群時延均衡器的制作和封裝也必須分別進(jìn)行，增大了整個系統(tǒng)的尺寸。
同時，為了實(shí)際器件性能滿足指標(biāo)要求，需要借助調(diào)諧裝置對濾波器和群時均衡
器進(jìn)行調(diào)諧，但是，由于現(xiàn)有的外均衡高溫超導(dǎo)線性相位濾波器的群時延均衡器均采用高
(多)階結(jié)構(gòu)，而高階結(jié)構(gòu)的群時延均衡器具有多個相互耦合的諧振單元，每一個諧振單元
都對應(yīng)一個特定的諧振頻率，相鄰的諧振單元之間又都對應(yīng)特定的耦合強(qiáng)度，在調(diào)諧的時
候，諧振頻率和耦合強(qiáng)度會相互影響，很難確保前述的每一個參量的實(shí)際值和理論值相同，
就很難保證濾波器通帶內(nèi)群時延的均衡幅度。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有的外均衡線性相位濾波器調(diào)試難度大的不足， 提出了易于調(diào)節(jié)的一種外均衡高溫超導(dǎo)線性相位濾波器。 為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，提出了如下方案一種外均衡高溫超導(dǎo)線性相位濾 波器，包括一個不具備線性相位特性的濾波器和與之連接的一個群時延均衡器，其特征在 于，所述群時延均衡器由一個3dB電橋和兩個相同的一階反射式濾波器組成，射頻信號的 輸入端位于不具備線性相位特性的濾波器上，輸出端位于3dB電橋上。 本實(shí)用新型解決了人們一直渴望解決但始終未能獲得成功的技術(shù)難題。為了減少 高溫超導(dǎo)線性相位濾波器的頻響特性的實(shí)測值和仿真值的差異，本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員 往往通過提高濾波器超導(dǎo)材料電路的加工精度或借助復(fù)雜的調(diào)諧裝置克服這個問題，但是 一直以來收效甚微。本實(shí)用新型通過采用一階反射式濾波器，雖然犧牲了濾波器的部分群時延有效補(bǔ)償帶寬，但是極大的降低了濾波器的調(diào)諧難度，同時也降低了加工工藝的要求。 其有益效果具體表現(xiàn)在 1.易將均衡器的最大群時延補(bǔ)償點(diǎn)調(diào)節(jié)至指定補(bǔ)償頻點(diǎn)。這是由于一階反射式濾 波器只有一個諧振單元，因此只要調(diào)節(jié)這個諧振單元的諧振頻率即可調(diào)至最需要補(bǔ)償群時 延的頻點(diǎn)。尤其是在實(shí)際工程中，所設(shè)計(jì)的準(zhǔn)橢圓函數(shù)濾波器在通帶內(nèi)群時延最低點(diǎn)往往 并不是中心頻率點(diǎn)。而且為了獲得高性能的濾波器，往往會增加調(diào)諧螺釘來調(diào)試器件，調(diào)試 后器件的群時延最低點(diǎn)頻率有可能與仿真值又有一定的差異。而這里由于可隨意調(diào)節(jié)諧振 單元的頻率，自然可以調(diào)至最需要群時延補(bǔ)償?shù)娜簳r延最低點(diǎn)，這對于高溫超導(dǎo)系統(tǒng)來說， 顯得十分便利。群時延均衡器中諧振單元的頻率可以隨意調(diào)節(jié)，這樣就可以保證將其調(diào)至 實(shí)際研制出的濾波器最需要補(bǔ)償?shù)娜簳r延最低頻點(diǎn)。 2.易調(diào)節(jié)線性相位濾波器的群時延補(bǔ)償幅度。只需調(diào)節(jié)群時延均衡器的外耦合 這一個參量就可以改變?nèi)簳r延補(bǔ)償量，這對于窄帶系統(tǒng)來說無疑是一個非常行之有效的辦 法。 3.易將群時延均衡器與濾波器集成。由于上述第1點(diǎn)和第2點(diǎn)所述的優(yōu)點(diǎn)。設(shè)計(jì) 人員就可以將均衡器與濾波器在同一片電路上進(jìn)行集成加工，而不用擔(dān)心所設(shè)計(jì)的均衡器 最大群時延補(bǔ)償點(diǎn)與濾波器的最需要補(bǔ)償群時延的頻率不在同一個頻率點(diǎn)上。由于需要在 低溫制冷環(huán)境中才能對高溫超導(dǎo)濾波器進(jìn)行調(diào)試，因此這對于高溫超導(dǎo)濾波器來說，優(yōu)勢 尤其明顯。

圖1是一種外均衡線性相位高溫超導(dǎo)線性相位濾波器的電路原理框圖。 圖2是一階反射式濾波器的等效電路圖。 圖3是本實(shí)用新型一個具體實(shí)施例的平面電路圖。 圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的幅頻特性測試效果圖。 圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例的群時延特性測試效果圖。 附圖標(biāo)記說明濾波器1、群時延均衡器2、3dB電橋21、一階反射式濾波器22、輸 入端3、輸出端4。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。 如圖1所示，一種外均衡高溫超導(dǎo)線性相位濾波器，包括一個不具備線性相位特 性的濾波器1和與之連接的一個群時延均衡器2，所述群時延均衡器2由一個3dB電橋21 和兩個相同的一階反射式濾波器22組成，射頻信號的輸入端位于濾波器1上，輸出端位于 3dB電橋21上。 如圖2所示，為一階反射式濾波器22的等效電路圖，有圖可見，一階反射式濾波器 由一個變壓器N，該變壓器的變比為1 : n，一個等效電容C和等效電感L串聯(lián)構(gòu)成諧振回 路。 如圖3所示，為本實(shí)用新型的電路的一個具體實(shí)施例，該圖為一個印制板電路的 平面示意圖，信號由輸入端3輸入、輸出端4輸出。信號通過與輸入端3相聯(lián)接的不具備線性相位特性的濾波器1，信號經(jīng)過濾波器1后即完成了信號選頻工作，再利用3dB電橋21和 一階反射式濾波器22構(gòu)成的群時延外均衡器2完成對濾波器1的群時延補(bǔ)償均衡，從而實(shí) 現(xiàn)輸出的信號的線性相位。 如圖4示出了本實(shí)用新型實(shí)施例的幅頻特性測試效果圖，其橫坐標(biāo)為信號頻率 f (單位GHz)，縱坐標(biāo)為本實(shí)施例的外均衡高溫超導(dǎo)線性相位濾波器的散射矩陣S參數(shù)(單 位dB)。如圖5示出了本實(shí)用新型實(shí)施例的群時延特性測試效果圖，其橫坐標(biāo)為信號頻率 f (單位GHz)，縱坐標(biāo)為本實(shí)施例的外均衡高溫超導(dǎo)線性相位濾波器的群時延G(單位ns)。 由圖4和圖5綜合得知，本實(shí)施例公開的濾波器既可以保證其自身的幅頻特性，又可以同時 保證其線性相位特性。 本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會意識到，這里所述的實(shí)施例是為了幫助讀者理解本實(shí) 用新型的原理，應(yīng)被理解為實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實(shí)施例。凡 是根據(jù)上述描述做出各種可能的等同替換或改變，均被認(rèn)為屬于本實(shí)用新型的權(quán)利要求的 保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種外均衡高溫超導(dǎo)線性相位濾波器，包括一個不具備線性相位特性的濾波器和與之連接的一個群時延均衡器，其特征在于，所述群時延均衡器由一個3dB電橋和兩個相同的一階反射式濾波器組成。射頻信號的輸入端位于不具備線性相位特性的濾波器上，輸出端位于3dB電橋上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種外均衡高溫超導(dǎo)線性相位濾波器。包括一個不具備線性相位特性的濾波器和與之連接的一個群時延均衡器，所述群時延均衡器由一個3dB電橋和兩個相同的一階反射式濾波器組成，射頻信號的輸入端位于不具備線性相位特性的濾波器上，輸出端位于3dB電橋上。本實(shí)用新型解決了人們一直渴望解決但始終未能獲得成功的技術(shù)難題。其有益效果具體表現(xiàn)在1.易將均衡器的最大群時延補(bǔ)償點(diǎn)調(diào)節(jié)至指定補(bǔ)償頻點(diǎn)。2.易調(diào)節(jié)線性相位濾波器的群時延補(bǔ)償幅度。3.易將群時延均衡器與濾波器集成。
文檔編號H03H7/00GK201518471SQ20092024264
公開日2010年6月30日 申請日期2009年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月21日
發(fā)明者張?zhí)炝? 羅正祥, 羊愷 申請人:電子科技大學(xué)