[发明专利]一种高性能射频线性相位集总参数滤波器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于电子科学与技术的技术领域。

背景技术

射频无线通信需要利用滤波器去掉无用信息和干扰。信号通过滤波器将会 产生相位偏移，导致误码率的增加。现代无线数据通信的发展方向是高速、可 靠和保密，这就要求滤波器特性优异，相位偏移少(近似于线性相位)，从而降 低误码率。

要制造出高性能的滤波器，除了设计(目前已经很成熟)之外，更重要的 是调试。因为滤波器中线圈的电感量很难准确测试，线圈之间的匝间电容、接 点电容和互感等各种因素(统称寄生参数)都会使实际制造的滤波器的特性与 设计时预想的特性之间产生很大的差别。因此必须经调试弥补这些寄生参数所 产生的影响和误差。目前国际上通用的调试方法是将滤波器接在专用的调试仪 器上，一个元件一个元件的依次进行调整。这个方法的问题在于，将第一个元 件调整到最佳状态之后，再调第二个元件时，第一个元件就会偏离最佳值。同 样在调整后面的元件时，前面的元件也都会偏离最佳值。而更大的问题是，在 调整一个元件的时候只能考虑多个技术指标中的一个。由于滤波器的各项技术 指标之间往往存在制约，在调整一个元件时，所考虑的这一项技术指标会向好 的方向变化，而其余多数指标一般是向坏的方向变化。因此，要想使所有技术 指标都达到很高水平几乎是不可能的。

发明内容

本发明的目的就是提供一种同时考虑用户提出的所有技术指标，利用优化 原理同时调整全部可更换元件，使滤波器达到用户期望的特性的高性能射频线 性相位集总参数滤波器及其制造方法。

本发明的技术解决方案是：

一种高性能射频线性相位集总参数滤波器，其特征在于，由印刷电路板12、 电感线圈11、并联电容10、输入/输出引脚6、接地引脚5和滤波器外壳7构成；电 路板12的长度为40mm，宽度为10mm；电感线圈11和并联电容10分别焊接在印 刷电路板12的反正面、四根接地引脚5焊接在铜外壳7上，输入/输出引脚6焊接在 电路板12的底部左右两端，最后滤波器整体用铜外壳7封装。

根据优化原理设计出电路图，如图3，按照设计的元件值绕制电感线圈11和 配置并联电容10，用焊锡分别焊接在电路板12的反正面上，并按照图4和图5装 配形成待调滤波器。将待调滤波器接到矢量网络分析仪3上，矢量网络分析仪3 与计算机2连接，将待调滤波器在200个频率采样点上的频率响应——即所有的 技术特性输入计算机2。计算机2根据滤波器的电路原理图和实测的频率响应， 利用故障诊断原理计算出滤波器中所有电感、互感、匝间电容、接点电容等元 器件和寄生参数的准确值。计算机2将用户提出的所有技术指标转换成相应的频 率响应，称之为用户期望响应。并把这个用户期望响应与上述实测的频率响应 之差作为目标函数，利用现代优化方法优化所有可更换元件的值，可更换元件 一般为电容，使滤波器的频率响应逼近用户响应——即用户提出的各种技术指 标。计算机2指出这些可更换元件调整后的具体值。根据计算机2指出的这些具 体值，一次性更换这些元件即可。

本发明的原理是这样的，按设计出的电路原理图做出的滤波器所产生的频 率响应应该是好的、理想的。但是因为，1)实际电感值与设计值之间有误差， 2)线圈中存在匝间电容，3)电感之间存在互感，4)印刷电路板中存在接点电 容等寄生参数。因此，实际测试的频率响应与设计时预想的响应之间存在着差 别，即产生了故障。计算机根据这个差别、利用故障诊断原理找出引起故障的 原因，即上述4项的具体数值，也就是说找到了电路中元件参数和各种寄生参数 的真实数值。计算机将这些真实的数值写入电路原理图中，这样的一个电路， 我们称之为真实电路，其频率响应就和实测的频率响应一样了。然后计算机利 用现代优化原理优化真实电路中的可更换元件，使滤波器的频率响应逼近用户 响应。这样，就实现了在调试时，同时考虑用户提出的所有技术指标，同时调 整全部可更换元件，使滤波器达到用户期望的特性。

本发明所达到的有益效果是：

用于不同目的的滤波器，其中心频率和带宽是千变万化的，而且有的高性 能滤波器用现有的常规技术手段很难实现。本发明所达到的有益效果和益处以 700MHz±190MHz线性相位带通滤波器为例，将国内外主流产品的技术指标与 本发明制造的滤波器可以达到的技术指标做一比较。

表1：本发明制造的700MHz±190MHz线性相位带通滤波器可达到的

技术指标与国内外主流产品的技术指标的比较