ПЕРЕСТРАИВАЕМЫЙ РЕЖЕКТОРНЫЙ LC-ФИЛЬТР
TUNABLE REJECTION LC FILTER

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в качестве входного устройства профессионального радиоприемника.
Входные устройства радиоприемной аппаратуры связи часто выполняют в виде полосовых LC-фильтров, которые могут быть выполнены в виде каскадного соединения фильтров верхних и нижних частот. В этом варианте исполнения фильтр получается простым при изготовлении и обеспечивает достаточно высококачественные требования по выходным параметрам. Одна из составных частей этого фильтра, а именно ФНЧ, состоящий из N идентичных по структуре звеньев, каждое звено состоит из катушки индуктивности, первый вывод которой является входом звена, второй вывод является выходом звена, к каждому из выводов катушки индуктивности подключен конденсатор, вторые выводы конденсаторов соединены с общей шиной, является наиболее близким к предлагаемому устройству и выбран нами в качестве прототипа.
Недостатком прототипа является то, что при необходимости введения режекции какой-либо частоты в рабочем диапазоне частот, необходимой, например, для подавления частот близко расположенных собственных передатчиков, приходится включать дополнительно режекторные фильтры, схемы которых достаточно сложны, и, кроме того, они вносят дополнительные искажения неравномерности АЧХ и ухудшают коэффициент передачи.
Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей фильтра-прототипа, а именно обеспечение электронно-перестраиваемой полосы режекции в рабочем диапазоне частот.
Поставленная задача решается тем, что в фильтр нижних частот, состоящий из N идентичных по структуре звеньев, каждое звено состоит из катушки индуктивности, первый вывод которой является входом звена, второй вывод является выходом звена, к каждому из выводов катушки индуктивности подключен конденсатор, вторые выводы конденсаторов соединены с общей шиной, дополнительно введены первый и второй контур, каждый из которых состоит из параллельно соединенных конденсатора и катушки индуктивности, первый вывод первого контура подключен к входной потенциальной клемме фильтра, второй вывод подключен к входу фильтра нижних частот, первый вывод второго контура подключен к выходу фильтра нижних частот, второй вывод подключен к выходной потенциальной клемме фильтра, также дополнительно введены первая, вторая, третья и четвертая сигнальные шины, первая сигнальная шина подключена к входной потенциальной клемме фильтра, вторая сигнальная шина подключена к входу фильтра нижних частот, третья сигнальная шина подключена к выходу фильтра нижних частот, четвертая сигнальная шина подключена к выходной потенциальной клемме фильтра, кроме того, ко второй сигнальной шине подключена первая группа, содержащая М электронных ключей, ко второму выводу каждого из электронных ключей подключен конденсатор, вторые выводы конденсаторов подключены к первой сигнальной шине, а к третьей сигнальной шине подключена вторая группа, содержащая М электронных ключей, ко второму выводу каждого из электронных ключей подключен конденсатор, вторые выводы конденсаторов соединены с четвертой сигнальной шиной.
Сопоставительный анализ показывает, что заявленное устройство отличается тем, что в нем дополнительно введены первый и второй контур, каждый из которых состоит из параллельно соединенных конденсатора и катушки индуктивности, первый вывод первого контура подключен к входной потенциальной клемме фильтра, второй вывод подключен к входу фильтра нижних частот, первый вывод второго контура подключен к выходу фильтра нижних частот, второй вывод подключен к выходной потенциальной клемме фильтра, также дополнительно введены первая, вторая, третья и четвертая сигнальные шины, первая сигнальная шина подключена к входной потенциальной клемме фильтра, вторая сигнальная шина подключена к входу фильтра нижних частот, третья сигнальная шина подключена к выходу фильтра нижних частот, четвертая сигнальная шина подключена к выходной потенциальной клемме фильтра, кроме того, ко второй сигнальной шине подключена первая группа, содержащая М электронных ключей, ко второму выводу каждого из электронных ключей подключен конденсатор, вторые выводы конденсаторов подключены к первой сигнальной шине, а к третьей сигнальной шине подключена вторая группа, содержащая М электронных ключей, ко второму выводу каждого из электронных ключей подключен конденсатор, вторые выводы конденсаторов соединены с четвертой сигнальной шиной.
При сравнении заявленного устройства не только с прототипом, но и с другими известными техническими решениями в науке и технике не обнаружены решения, обладающие сходными признаками.
На фиг.1 приведена электрическая схема предлагаемого устройства. Устройство содержит фильтр нижних частот (ФНЧ) 1, состоящий из N идентичных по структуре звеньев 2, каждое звено состоит из катушки индуктивности 3, первый вывод которой является входом звена, второй вывод является выходом звена, к каждому из выводов катушки индуктивности подключен конденсатор 4, вторые выводы конденсаторов соединены с общей шиной, дополнительно введены первый контур 5 и второй контур 6, первый контур состоит из параллельно соединенных конденсатора 7 и катушки индуктивности 8, второй контур состоит из параллельного соединенных конденсатора 9 и катушки индуктивности 10, первый вывод первого контура подключен к входной потенциальной клемме фильтра, второй вывод подключен к входу фильтра нижних частот, первый вывод второго контура подключен к выходу фильтра нижних частот, второй вывод подключен к выходной потенциальной клемме фильтра, также дополнительно введены первая сигнальная шина 11, вторая сигнальная шина 12, третья сигнальная шина 13 и четвертая сигнальная шина 14, первая сигнальная шина подключена к входной потенциальной клемме фильтра, вторая сигнальная шина подключена к входу фильтра нижних частот, третья сигнальная шина подключена к выходу фильтра нижних частот, четвертая сигнальная шина подключена к выходной потенциальной клемме фильтра, кроме того, ко второй сигнальной шине подключена первая группа 15, содержащая М электронных ключей 16, ко второму выводу каждого из электронных ключей подключен конденсатор 17, вторые выводы конденсаторов подключены к первой сигнальной шине, а к третьей сигнальной шине подключена вторая группа 18, содержащая М электронных ключей 19, ко второму выводу каждого из электронных ключей подключен конденсатор 20, вторые выводы конденсаторов соединены с четвертой сигнальной шиной.
Устройство работает следующим образом.
ФНЧ 1 имеет частоту среза выше верхней частоты рабочего диапазона, обеспечивая необходимое согласование с нагрузочными эквивалентами. Включенный на входе параллельный контур настроен на частоту режекции, и его сопротивление на этой частоте возрастает, рабочее затухание фильтра увеличивается. Второй контур работает аналогичным образом, его резонансная частота выбрана близкой к частоте первого контура. При параллельном подключении к контурам конденсаторов возможно обеспечить перестройку полосы режекции в заданных пределах.
Катушки индуктивности 8 и 10 можно выбирать небольшими по номиналу, что позволяет сохранить неравномерность АЧХ и коэффициент передачи ФНЧ практически неизменными. Коэффициент прямоугольности режекторного фильтра будет тем лучше, чем выше добротность первого и второго контуров.
Экспериментальная проверка показала, что при добротностях катушек, входящих в состав ФНЧ, 50 ед., а режекторных контуров 500÷700 ед. возможно обеспечить полосу режекции 1-1,5%, затухание в полосе режекции более 20 дБ.
На фиг.2 приведена экспериментальная АЧХ режекторного фильтра, подтверждающая эффективность используемого решения, обладающего простотой в реализации и настройке.