专利名称：一种外均衡高温超导线性相位滤波器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于通信技术领域，尤其涉及通信系统接收机前端所广泛采用的一种
滤波器。
背景技术：
对于许多通信系统的滤波器子系统而言，除了关心它的幅频特性外，还必须关心 它的相位特性(群时延特性)。为了避免信号失真，常要求滤波器子系统在通带内中心频率 附近较大的区域内具有等群时延的特性，我们将具有等群时延特性的滤波器称为线性相位 滤波器。线性相位滤波器的实现方法可分为自均衡法和外均衡法。相对而言，外均衡法可 均衡的有效带宽更大。其主要实现思想为通过在不具备线性相位特性的滤波器后面外接 一个在通带内群时延起伏与该滤波器群时延相反的一个群时延均衡器来对该滤波器群时 延进行补偿，由于系统总的群时延为原滤波器的群时延与群时延均衡器的群时延之和，从 而可以实现群时延均衡，即线性相位。 对于那些使用高温超导材料制作的线性相位滤波器，由于常规加工工艺很难保证
超导材料电路的尺寸精度，制作出来的超导器件的频响特性的实测值往往和仿真值存在比
较大的差异。所以现有技术中制作外均衡线性相位滤波器的方法常采用先单独设计不具备
线性相位特性的滤波器，再根据该滤波器的群时延特性实测值来设计群时延均衡器。如此，
滤波器和群时延均衡器的制作和封装也必须分别进行，增大了整个系统的尺寸。
同时，为了实际器件性能满足指标要求，需要借助调谐装置对滤波器和群时均衡
器进行调谐，但是，由于现有的外均衡高温超导线性相位滤波器的群时延均衡器均采用高
(多)阶结构，而高阶结构的群时延均衡器具有多个相互耦合的谐振单元，每一个谐振单元
都对应一个特定的谐振频率，相邻的谐振单元之间又都对应特定的耦合强度，在调谐的时
候，谐振频率和耦合强度会相互影响，很难确保前述的每一个参量的实际值和理论值相同，
就很难保证滤波器通带内群时延的均衡幅度。
实用新型内容本实用新型的目的是为了克服现有的外均衡线性相位滤波器调试难度大的不足， 提出了易于调节的一种外均衡高温超导线性相位滤波器。 为了实现本实用新型的目的，提出了如下方案一种外均衡高温超导线性相位滤 波器，包括一个不具备线性相位特性的滤波器和与之连接的一个群时延均衡器，其特征在 于，所述群时延均衡器由一个3dB电桥和两个相同的一阶反射式滤波器组成，射频信号的 输入端位于不具备线性相位特性的滤波器上，输出端位于3dB电桥上。 本实用新型解决了人们一直渴望解决但始终未能获得成功的技术难题。为了减少 高温超导线性相位滤波器的频响特性的实测值和仿真值的差异，本领域内的普通技术人员 往往通过提高滤波器超导材料电路的加工精度或借助复杂的调谐装置克服这个问题，但是 一直以来收效甚微。本实用新型通过采用一阶反射式滤波器，虽然牺牲了滤波器的部分群时延有效补偿带宽，但是极大的降低了滤波器的调谐难度，同时也降低了加工工艺的要求。 其有益效果具体表现在 1.易将均衡器的最大群时延补偿点调节至指定补偿频点。这是由于一阶反射式滤 波器只有一个谐振单元，因此只要调节这个谐振单元的谐振频率即可调至最需要补偿群时 延的频点。尤其是在实际工程中，所设计的准椭圆函数滤波器在通带内群时延最低点往往 并不是中心频率点。而且为了获得高性能的滤波器，往往会增加调谐螺钉来调试器件，调试 后器件的群时延最低点频率有可能与仿真值又有一定的差异。而这里由于可随意调节谐振 单元的频率，自然可以调至最需要群时延补偿的群时延最低点，这对于高温超导系统来说， 显得十分便利。群时延均衡器中谐振单元的频率可以随意调节，这样就可以保证将其调至 实际研制出的滤波器最需要补偿的群时延最低频点。 2.易调节线性相位滤波器的群时延补偿幅度。只需调节群时延均衡器的外耦合 这一个参量就可以改变群时延补偿量，这对于窄带系统来说无疑是一个非常行之有效的办 法。 3.易将群时延均衡器与滤波器集成。由于上述第1点和第2点所述的优点。设计 人员就可以将均衡器与滤波器在同一片电路上进行集成加工，而不用担心所设计的均衡器 最大群时延补偿点与滤波器的最需要补偿群时延的频率不在同一个频率点上。由于需要在 低温制冷环境中才能对高温超导滤波器进行调试，因此这对于高温超导滤波器来说，优势 尤其明显。
图1是一种外均衡线性相位高温超导线性相位滤波器的电路原理框图。 图2是一阶反射式滤波器的等效电路图。 图3是本实用新型一个具体实施例的平面电路图。 图4是本实用新型实施例的幅频特性测试效果图。 图5是本实用新型实施例的群时延特性测试效果图。 附图标记说明滤波器1、群时延均衡器2、3dB电桥21、一阶反射式滤波器22、输 入端3、输出端4。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的详细说明。 如图1所示，一种外均衡高温超导线性相位滤波器，包括一个不具备线性相位特 性的滤波器1和与之连接的一个群时延均衡器2，所述群时延均衡器2由一个3dB电桥21 和两个相同的一阶反射式滤波器22组成，射频信号的输入端位于滤波器1上，输出端位于 3dB电桥21上。 如图2所示，为一阶反射式滤波器22的等效电路图，有图可见，一阶反射式滤波器 由一个变压器N，该变压器的变比为1 : n，一个等效电容C和等效电感L串联构成谐振回 路。 如图3所示，为本实用新型的电路的一个具体实施例，该图为一个印制板电路的 平面示意图，信号由输入端3输入、输出端4输出。信号通过与输入端3相联接的不具备线性相位特性的滤波器1，信号经过滤波器1后即完成了信号选频工作，再利用3dB电桥21和 一阶反射式滤波器22构成的群时延外均衡器2完成对滤波器1的群时延补偿均衡，从而实 现输出的信号的线性相位。 如图4示出了本实用新型实施例的幅频特性测试效果图，其横坐标为信号频率 f (单位GHz)，纵坐标为本实施例的外均衡高温超导线性相位滤波器的散射矩阵S参数(单 位dB)。如图5示出了本实用新型实施例的群时延特性测试效果图，其横坐标为信号频率 f (单位GHz)，纵坐标为本实施例的外均衡高温超导线性相位滤波器的群时延G(单位ns)。 由图4和图5综合得知，本实施例公开的滤波器既可以保证其自身的幅频特性，又可以同时 保证其线性相位特性。 本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实 用新型的原理，应被理解为实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。凡 是根据上述描述做出各种可能的等同替换或改变，均被认为属于本实用新型的权利要求的 保护范围。
权利要求一种外均衡高温超导线性相位滤波器，包括一个不具备线性相位特性的滤波器和与之连接的一个群时延均衡器，其特征在于，所述群时延均衡器由一个3dB电桥和两个相同的一阶反射式滤波器组成。射频信号的输入端位于不具备线性相位特性的滤波器上，输出端位于3dB电桥上。
专利摘要本实用新型涉及一种外均衡高温超导线性相位滤波器。包括一个不具备线性相位特性的滤波器和与之连接的一个群时延均衡器，所述群时延均衡器由一个3dB电桥和两个相同的一阶反射式滤波器组成，射频信号的输入端位于不具备线性相位特性的滤波器上，输出端位于3dB电桥上。本实用新型解决了人们一直渴望解决但始终未能获得成功的技术难题。其有益效果具体表现在1.易将均衡器的最大群时延补偿点调节至指定补偿频点。2.易调节线性相位滤波器的群时延补偿幅度。3.易将群时延均衡器与滤波器集成。
文档编号H03H7/00GK201518471SQ20092024264
公开日2010年6月30日 申请日期2009年10月21日 优先权日2009年10月21日
发明者张天良, 罗正祥, 羊恺 申请人:电子科技大学