[發明專利]一種5節螺旋形濾波器組的匯接方法

有效

• 申請號: 201710427429.2
• 申請日: 2017-06-08
• 公開（公告）號: CN107275726B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 李燁媛;萬國賓
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: H01P1/20
• 分類號: H01P1/20;H01P11/00;H03H1/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 金鳳

1.一種5節螺旋形濾波器組的匯接方法，其特征在于包括下述步驟：

步驟1.以SFT-50-3型半柔電纜與電纜接頭按照下表要求的長度制做36根調試電纜，同時制作長度分別為20毫米、30毫米、40毫米、50毫米和60毫米的備用調試電纜各10根，準備SMA-KK轉接器、轉接長度為5毫米的SMA-KJ轉接器、SMA-KKK轉接器和SMA-KKJ轉接器各20個；

其中，36根調試電纜的編號和長度如下表所示：

代號	長度	代號	長度	代號	長度	代號	長度
G1	140mm	X11	570mm	G2	135mm	X12	580mm
G3	590mm	G13	450mm	G4	585mm	G14	140mm
G5	90mm	X13	435mm	G6	100mm	X14	30mm
M	80mm	X15	440mm	N	80mm	X16	395mm
X1	580mm	X17	455mm	X2	700mm	X18	540mm
X3	795mm	X19	475mm	X4	630mm	X20	420mm
X5	550mm	X21	320mm	X6	820mm	X22	385mm
X7	570mm	X23	315mm	X8	465mm	X24	285mm
X9	580mm	Q1	195mm	X10	520mm	Q2	200mm

步驟2.將29MHz～89MHz的頻率，以2.5MHz為帶寬，劃分為24段，制作24個中心頻率分別為30.25MHz、32.75MHz、35.25MHz、37.75MHz……87.75MHz的濾波器，并將24個濾波器按照“插損≤2.3dB，回損≥30dB”的標準調試完畢；

24個濾波器按照各自的中心頻率分為奇數濾波器組和偶數濾波器組，奇數濾波器組中心頻率分別30.25MHz、35.25MHz、40.25MHz、45.25MHz、50.25MHz、55.25MHz、60.25MHz、65.25MHz、70.25MHz、75.25MHz、80.25MHz、85.25MHz，偶數濾波器組的中心頻率分別為32.75MHz、37.75MHz、42.75MHz、47.75MHz、52.75MHz、57.75MHz、62.75MHz、67.75MHz、72.75MHz、77.75MHz、82.75MHz、87.75MHz；

步驟3.制作兩組相同的雙工器及低通濾波器，且兩組雙工器及低通濾波器均采用L-C結構，其中電感均采用線圈替代，電容采用固體鉭電容；

雙工器一組為奇數雙工器，另外一組為偶數雙工器；

低通濾波器一組為奇數低通濾波器，另外一組為偶數低通濾波器；

兩組低通濾波器需要滿足以下要求：

⑴功率容量≥85W，雙工器的相互衰減≥35dB；

⑵在奇數濾波器組中，中心頻率為55.25MHz的濾波器插入損耗小于3.6dB，回波損耗大于20dB，中心頻率為60.25MHz的濾波器插入損耗小于2.8dB，回波損耗大于20dB；在偶數濾波器組中，中心頻率為57.75MHz的濾波器插入損耗小于3.6dB，回波損耗大于20dB，中心頻率為62.75MHz的濾波器插入損耗小于2.8dB，回波損耗大于20dB；

⑶雙工器在通信頻段內的最大插入損耗≤0.5dB；

兩組低通濾波器需要滿足以下要求：

⑴功率容量≥85W；

⑵低通濾波器的最大插入損耗≤0.2dB；

步驟4.在奇數濾波器組中，以代號為G1、G3、G5、M的四根調試電纜，三個SMA-KKK轉接器及三個SMA-KKJ轉接器，按照下列順序依次串聯：G1、SMA-KKK、G3、SMA-KKK、G5、SMA-KKK、SMA-KKJ、SMA-KKJ、SMA-KKJ、M，構成奇數低端濾波器組主線路；

中心頻率為30.25MHz的濾波器的輸出端與調試電纜G1后第一個SMA-KKK轉接器之間，用調試電纜X1串聯連接；

中心頻率為35.25MHz的濾波器的輸出端與調試電纜G1后第二個SMA-KKK轉接器之間，用調試電纜X3串聯連接；

中心頻率為40.25MHz的濾波器的輸出端與調試電纜G1后第三個SMA-KKK轉接器之間，用調試電纜X5串聯連接；

中心頻率為45.25MHz的濾波器的輸出端與調試電纜G1后第一個SMA-KKJ轉接器之間，用代碼為X7的調試電纜串聯連接；

中心頻率為50.25MHz的濾波器的輸出端與調試電纜G1后第二個SMA-KKJ轉接器之間，用調試電纜X9串聯連接；

中心頻率為55.25MHz的濾波器的輸出端與調試電纜G1后第三個SMA-KKJ轉接器之間，用調試電纜X11串聯連接；

以上6個奇數濾波器的輸入端口均與負載連接；

將奇數低端濾波器組主線路的兩端分別與量程為10MHz～3GHz的矢量網絡分析儀相連接，對于相位不正的濾波器通道，以每次5毫米的幅度逐漸增加本通道及本通道轉接器兩側的調試電纜長度，通過調整調試電纜的長度，使6個通道的相位一致；

用調試電纜G13、一個SMA-KKK轉接器及五個SMA-KKJ轉接器，按照下列次序依次串聯：G13、SMA-KKK、五個SMA-KKJ，構成奇數高端濾波器組主線路；

中心頻率為60.25MHz的濾波器的輸出端與奇數高端濾波器組主線路中SMA-KKK轉接器之間，用調試電纜X13串聯連接；

中心頻率為65.25MHz的濾波器的輸出端與調試電纜G13之后第一個SMA-KKJ轉接器之間，用代碼為X15的調試電纜串聯連接；

中心頻率為70.25MHz的濾波器的輸出端與調試電纜G13之后第二個SMA-KKJ轉接器之間，用調試電纜X17串聯連接；

中心頻率為75.25MHz的濾波器的輸出端與調試電纜G13之后第三個SMA-KKJ轉接器之間，用調試電纜X19串聯連接；

中心頻率為80.25MHz的濾波器的輸出端與調試電纜G13之后第四個SMA-KKJ轉接器之間，用調試電纜X21串聯連接；

中心頻率為85.25MHz的濾波器的輸出端與調試電纜G13之后第五個SMA-KKJ轉接器之間，用調試電纜X23串聯連接；

將奇數高端濾波器組主線路的兩端分別與矢量網絡分析儀的兩端相連接，對于相位不正的濾波器通道，以每次5毫米的幅度逐漸增加本通道及本通道轉接器兩側的調試電纜長度，使6個通道的相位一致；

步驟5：在偶數濾波器組中，以代碼為G2、G4、G6、N的四根調試電纜，三個SMA-KKK轉接器和三個SMA-KKJ轉接器，按照下列順序依次串聯：G2、SMA-KKK、G4、SMA-KKK、G6、SMA-KKK、SMA-KKJ、SMA-KKJ、SMA-KKJ、N，組成偶數低端濾波器組主線路；

中心頻率為32.75MHz的濾波器的輸出端與調試電纜G2后第一個SMA-KKK轉接器之間，用調試電纜X2串聯連接；

中心頻率為37.75MHz的濾波器的輸出端與調試電纜G2后第二個SMA-KKK轉接器之間，用調試電纜X4串聯連接；

中心頻率為42.75MHz的濾波器的輸出端與調試電纜G2后第三個SMA-KKK轉接器之間，用調試電纜X6串聯連接；

中心頻率為47.75MHz的濾波器的輸出端與調試電纜G2后第一個SMA-KKJ轉接器之間，用調試電纜X8串聯連接；

中心頻率為52.75MHz的濾波器的輸出端與調試電纜G2后第二個SMA-KKJ轉接器之間，用調試電纜X10串聯連接；

中心頻率為57.75MHz的濾波器的輸出端與調試電纜G2后第三個SMA-KKJ轉接器之間，用調試電纜X12串聯連接；

以上6個偶數濾波器組的輸入端口均與負載連接；

將偶數低端濾波器組主線路的兩端分別與量程為10MHz～3GHz矢量網絡分析儀相連接，對于相位不正的濾波器通道，以每次5毫米的幅度逐漸增加本通道及本通道轉接器兩側的調試電纜長度，使6個通道的相位一致；

用調試電纜G14、一個SMA-KKK轉接器及五個SMA-KKJ轉接器，按照下列順序依次串聯：G14、SMA-KKK、SMA-KKJ、SMA-KKJ、SMA-KKJ、SMA-KKJ、SMA-KKJ，構成偶數高端濾波器組主線路；

中心頻率為62.75MHz的濾波器的輸出端與SMA-KKK轉接器之間，以調試電纜X14串聯連接；

中心頻率為67.75MHz的濾波器的輸出端與調試電纜G14后第一個SMA-KKJ轉接器之間，用調試電纜X16串聯連接；

中心頻率為72.75MHz的濾波器的輸出端與調試電纜G14后第二個SMA-KKJ轉接器之間，用調試電纜X18串聯連接；

中心頻率為77.75MHz的濾波器的輸出端與調試電纜G14后第三個SMA-KKJ轉接器之間，用調試電纜X20串聯連接；

中心頻率為82.75MHz的濾波器的輸出端與調試電纜G14后第四個SMA-KKJ轉接器之間，用調試電纜X22串聯連接；

中心頻率為87.75MHz的濾波器的輸出端與調試電纜G14后第五個SMA-KKJ轉接器之間，用調試電纜X24串聯連接；

以上6個偶數濾波器的輸入端口均與負載連接；

將偶數高端濾波器組主線路的兩端分別與量程為10MHz～3GHz的矢量網絡分析儀相連接，對于相位不正的濾波器通道，以每次5毫米的幅度逐漸增加本通道及本通道轉接器兩側的調試電纜長度，使6個通道的相位一致；

步驟6：分別完成奇數、偶數組中雙工器、低通濾波器與濾波器之間的連接，詳細步驟如下：

①將中心頻率為30.25MHz的濾波器輸入端與奇數低通濾波器的OUT端口用調試電纜Q1連接，中心頻率分別為35.25MHz、40.25MHz、45.25MHz、50.25MHz、55.25MHz的濾波器的輸入端口都與負載連接；

奇數低端濾波器組主線路中，調試電纜G1的另一端，與奇數雙工器上的L端口連接；

奇數高端濾波器組主線路中，調試電纜G13的另一端，與奇數雙工器上的H端口連接；

②將中心頻率為32.75MHz的濾波器的輸入端與偶數低通濾波器的OUT端口，用調試電纜Q2連接，中心頻率分別為37.75MHz、42.75MHz、47.75MHz、52.75MHz、57.75MHz的濾波器的輸入端口都與負載連接；

偶數低端濾波器組主線路通過調試電纜G2與偶數雙工器上L端口連接；

偶數高端濾波器組主線路中，調試電纜G14的另外一端，與偶數雙工器上的H端口連接；

步驟7：將奇數雙工器ANT端口、奇數低通濾波器IN端口與矢量網絡分析儀相連接，對于相位發生變化的濾波器通道，以每次5毫米的幅度逐漸增加本通道及本通道轉接器兩側的調試電纜長度，使奇數濾波器組中12個通道的相位一致；

將偶數雙工器ANT端口、偶數低通濾波器IN端口與矢量網絡分析儀相連接，測試分析連接雙工器及低通濾波器后的偶數濾波器組的相位變化情況，對于相位發生變化的濾波器通道，以每次5毫米的幅度逐漸增加本通道及本通道轉接器兩側的調試電纜長度，使偶數濾波器組中12個通道的相位一致；

步驟8：調整中心頻率為60.25MHz和62.75MHz的兩個濾波器的相位和插入損耗指標：

⑴矢量網絡分析儀連接中心頻率為60.25MHz的濾波器的輸入端口和奇數雙工器的ANT端口分別連接；

首先，調整奇數雙工器高端電路中線圈的節距，使中心頻率為60.25MHz的濾波器通道相位與中心頻率為55.25Mhz和60.25MHz的濾波器通道相位一致；

其次，調整奇數雙工器高端電路中線圈的節距，使中心頻率為60.25MHz的濾波器的帶寬達到2.5MHz以上，同時使奇數高端濾波器主線路上最少有4個通道的插入損耗指標小于2.2dB，然后調整奇數雙工器高端電路中的線圈的節距，使中心頻率為55.25MHz和60.25MHz的兩個濾波器的帶寬同時達到2.5MHz；

第三，分別調整奇數雙工器低端電路上線圈的節距，使并聯于奇數低端濾波器主線路上的濾波器通道中，最少有3個通道的插入損耗指標小于2.2dB；

第四，調整奇數雙工器高端電路和低端電路上所有線圈的節距，使12個奇數濾波器通道中，最多有4個通道插損在2.2dB～2.7dB之間，其余均小于2.2dB；

⑵上述步驟⑴中，通道插入損耗在2.2dB～2.7dB之間的濾波器中會有1～3個調諧螺釘伸入線圈內部的長度小于3毫米或者超過20毫米；

對于調諧螺釘伸入線圈內部的距離小于3毫米的，說明該調諧螺釘對應的線圈過長，需要縮短線圈的長度，按照每次0.2圈的幅度，縮短線圈長度直至濾波器調諧螺釘能夠進入線圈5～10毫米；

對于調諧螺釘伸入線圈內部大于20毫米的，說明該調諧螺釘對應的線圈過短，需要增加線圈的長度，按照每次0.2圈的幅度，增加線圈長度直至濾波器調諧螺釘能夠進入線圈5～10毫米；

通過對調諧螺釘伸入線圈內部的長度小于3毫米或者超過20毫米的線圈的調整，最終有10個或11個通道的插入損耗指標均小于2.2dB，同時有1個或者2個通道插入損耗指標在2.2dB～2.7dB之間；

⑶依照中心頻率從小到大的次序，依次調整12個奇數濾波器的插入損耗指標，奇數濾波器的12個通道的插入損耗指標全部小于2.2dB，具體的調整方法是：

首先，將插入損耗指標在1.5dB～1.7dB之間通道的指標調整到1.7dB～2.1dB；

其次，將插入損耗指標在2.2dB～2.7dB的通道左右兩個相鄰濾波器，分別調整輸入端調諧螺釘，在這兩個相鄰通道分別滿足“插入損耗指標在1.7dB～2.1dB之間”的同時，使插入損耗在2.2dB～2.7dB的通道指標達到1.7dB～2.4dB；

第三，將插入損耗指標在2.1dB～2.4dB的通道濾波器，調整輸入端調諧螺釘，在濾波器相鄰的兩個通道同時滿足“插入損耗指標在1.8dB～2.2dB之間”的同時，使本通道的插入損耗指標小于2.2dB；

依照上述步驟⑴～⑶，調整12個偶數濾波器通道的插入損耗指標全部小于2.2dB；

步驟9：調整回波損耗指標及帶外抑制指標

矢量網絡分析儀的一端與奇數雙工器的ANT端口相連接，另外一端按照中心頻率由小到大的次序，依次與奇數濾波器組的輸入端口相連接，其中，中心頻率為30.25MHz的濾波器的輸入端口為低通濾波器的IN端口；

通過儀器測試發現：經過上述步驟8的調整會出現3～6濾波器通道不能滿足回波損耗≥32dB，即濾波器的輸入端調諧螺釘伸入線圈內部的距離小于5毫米，或濾波器的輸入端調諧螺釘伸入線圈內部的距離超過17毫米，對于不能滿足回波損耗≥32dB的濾波器，進行如下所述方法進行調整回波損耗指標：

⑴對于調諧螺釘擰入腔體小于5mm的，逐步減小抽頭位置與接地口之間的線圈長度，按照每次0.2圈的標準，逐步向固定線圈螺釘方向移動抽頭線與線圈鍍銀線的焊點，直至調諧螺釘能夠擰入腔體10mm～15mm，此時本通道的回波損耗指標將大于32dB；

⑵對于調諧螺釘擰入腔體大于17mm的，需要增加抽頭位置與接地口之間的線圈長度，按照每次0.2圈的標準，逐步向調諧螺釘的方向移動抽頭線與線圈鍍銀線的焊點，直至調諧螺釘能夠擰入腔體10mm～15mm，此時本通道的回波損耗指標將大于32dB；

通過上述對抽頭線位置的調整，12個奇數濾波器通道的回波損耗指標將全部大于32dB；

調整耦合螺釘使12個奇數濾波器通道的帶外抑制指標都大于70dB；

依照上述調整技術濾波器組回波損耗與帶外抑制指標的方法，同樣可以完成對偶數濾波器組回波損耗及帶外抑制指標的調整，使12個偶數濾波器通道的回波損耗指標全部大于32dB，且12個偶數濾波器通道的帶外抑制指標全部大于70dB；

步驟10：針對步驟9的結果，逐個測量并記錄以下數據：

⑴奇數低端濾波器主線路上的各個轉接器的型號和連接方向，各條調試電纜的長度和位置；

⑵奇數高端濾波器主線路上的各個轉接器的型號和連接方向，各條調試電纜的長度和位置；

⑶連接主線路與濾波器的每一條通道調試電纜的長度和位置；

根據以上⑴、⑵和⑶的記錄數據，利用SFT-50-3-1型半鋼電纜及SMA-JB3鍍銀接頭制作對應的匯接電纜組件，用匯接電纜組件替換對應的調試電纜，即完成了奇數濾波器組的匯接；

步驟11：針對步驟9的結果，逐個測量并記錄以下數據：

⑴偶數低端濾波器主線路上的各個轉接器的型號和連接方向，各條調試電纜的長度和位置；

⑵偶數高端濾波器主線路上的各個轉接器的型號和連接方向，各條調試電纜的長度和位置；

⑶連接主線路與濾波器的每一條通道調試電纜的長度和位置；

根據以上⑴、⑵和⑶的記錄數據，利用SFT-50-3-1型半鋼電纜及SMA-JB3鍍銀接頭制作對應的匯接電纜組件，用匯接電纜組件替換對應的調試電纜，即完成了偶數濾波器組的匯接。

2.如權利要求1所述的一種5節螺旋形濾波器組的匯接方法，其特征在于包括下述步驟：

以每次5毫米的幅度逐漸增加本通道及本通道轉接器兩側的調試電纜長度，具體調試方法為：

將調試電纜增加5毫米長度的方法為將需要增加長度的調試電纜的任意一端與一個轉接長度為5毫米的SMA-KJ轉接器相連接；

將調試電纜增加10毫米長度的方法為將需要增加長度的調試電纜的兩端分別與一個轉接長度為5毫米的SMA-KJ轉接器相連接；

將調試電纜增加15毫米長度的方法為：將需要增加長度的調試電纜與三個轉接長度為5毫米的SMA-KJ轉接器首尾連接；

將調試電纜增加20毫米長度的方法為將需要增加長度的調試電纜的任意一端通過一個SMA-KK型轉接器與20毫米長度的備用調試電纜的任意一端相連接；

將調試電纜增加25毫米長度的方法為將需要增加長度的調試電纜的任意一端通過一個轉接長度為5毫米的SMA-KJ轉接器、一個SMA-KK型轉接器與20毫米長度的備用調試電纜的任意一端相連接；

將調試電纜增加30毫米長度的方法為將需要增加長度的調試電纜的任意一端通過一個SMA-KK型轉接器與30毫米長度的備用調試電纜的任意一端相連接；

以此類推，依次將調試電纜長度增加35毫米、40毫米……85毫米。