广播电视发射系统中滤波器的设计
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的设备 。
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滤波器按频率的通带范围可分为低通、高通、带通和带阻四个类 型。这四种滤波器在广播电视发射系统中都有应用，其中以带通滤波器 的应用最为少泛。 “ 滤波器设计的基本思路是根据滤波器的指标要求 ( 比如中心频率、 通带带宽、通带损耗、阻带衰减以及输入输出阻抗等 ) ，选定低通原型 滤波器 ( 常用的有巴特沃斯函数、切比雪夫函数和椭圆函数) 及谐振腔 的数目; 然后通过频率变换得到所需滤波器的理论模型; 最后通过实际 结构或电路来实现滤波器。 二、洲波器的典组结构
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电子 科学
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能量的转换频率，其大小与回路的形状及模式有关; 品质因数( 值)与谐 Q 振回路的损耗直接相关，它是指谐振时系统中存储的电能或磁能与一周 期内系统损耗的能量之比的2 二 倍。谐振腔的Q 值越高说明其谐振响应曲 线越尖锐，一般来说，同轴短路或开路谐振腔的典型无载Q 值约为几千， 波导的Q 值要明显高于同轴谐振腔的Q 值，圆波导的Q 值高于矩形波导的 Q 值，矩形波导的典型无载Q 值一般介于10000一2000 ，圆波导的典型无 0 载Q 值一般介于20000一40000。 常用的谐振腔有同轴谐振腔和波导谐振腔，同轴谐振腔主要用于 vH M，u盯频段，最常用的同轴谐振腔是一端短路一端加载的同轴 F，F 腔，其基本结构如图7所示。图中的外导体可以是长方体也可以是圆柱 体，内导体一般都用圆柱体。腔的谐振频率取决于同轴线的特性阻抗、 内导体长度及外导体长度，其功率容量取决于腔体的大小。 波导腔主要用于U F高端、L波段等微波波段，主要有矩形波导腔和 H 圆柱波导腔两大类，矩形波导腔就是的一个封闭长方体金属盒(图8 ，其 ) 谐振频率由腔内电磁场的模式及腔体的物理尺寸所决定。圆柱波导腔是 直径D高度为H的封闭圆柱金属筒(图9) ，它的谐振频率也是由腔内电磁场
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图6 九阶高通滤波器仿真结果
图1 九阶 低通滤波 部结构 器内
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图2 九阶 低通滤波 器等效电路
( 三) 带通滤波器 带通滤波器是应用最为广泛的滤波器，根据通带的相对带宽分为窄 带带通和 宽带带通两种，一般相对带宽小于20 称为窄带滤波器，相对带宽大 % 于40% 称为宽带滤波器。就广播电 视而言最常用的是窄带带通滤波器比 如 频道滤波器，窄带带通滤波器的典型结构是级联式的祸合谐振腔结构。 谐振腔是带通滤波器最关键的部分。在一定体积内能限定电磁能 量，其中激励起微波电磁振荡的结构，称为微波谐振腔 ( m 。 w e i r a o v r esonat or cavi t ) 。谐振腔的好坏直接决定了滤波器性能的好坏。谐 y 振腔最主要指标有谐振频率和品质因 ，谐振频率就是谐振回路中电磁
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图4 九阶高通滤波器内 部结构
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这么高的频率上用集中参数元件实现滤波功能，那么器件的损耗很大， 功率容量受到限制，而且性能不稳定，因此，一般情况下，高频率范围 内的滤波器都是用分布电感和分布电容来实现的。同轴传输线和波导是 两种最常用的微波滤波器实现结构。 ( 一) 低通滤波器 低通滤波器的典型结构是高、低阻抗传输线交替级联组成的糖葫芦 式滤波器。它用高阻抗线来等效串联电感，用低阻抗线来等效并联电 容，通过调整高低阻抗值及其长度可以制造出结构简单性能优良的低通
滤波器 。
图5 九阶高通滤波器等效电路
图1是一个典型的低通滤波器的内部结构，图2是该结构的等效电
路，图3为该结构的仿真结果。
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一、泌波器简介 射频滤波器是用来分离不同频率射频信号的一种器件。它的主要作 用是抑制不需要的信号，使其不能通过滤波器，而只让需要的信号通 过。在广播电视发射天馈线系统中，滤波器是必不可少的设备。为了对 发射机产生的带外信号进行抑制，规范输出信号的频谱，一般在发射机 的输出端和天线之间加接输出滤波器，滤波器还是构成多工器必不可少
SIL ICO
奎 撰 VA L 馨
电子 科学
广播 电视发射系统 中滤波器 的设 计
张 欣
( 河南省广播电影电 视局总工办 河南 郑州 4500Q ) 3
[摘 要〕 介绍广播电视发射系统中常用的低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器以及带阻滤波器的基本原理和典型结构。 [关键词〕 广播电视 发射系统 滤波器 中图分类号: TPZ 文献标识码: 人 文章编号: 167， 一7597 (2的8) 0120 13一02 0
的模式及腔体的物理尺寸所决定。
图13所示。
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图3 仿真结果 ( 二) 高通滤波器 高通滤波器的结构是用同轴短路短截线来实现并联电感，用垫有聚 四氟乙稀的内导体圆盘实现串联电容，从而构成梯形高通滤波器。图 4为 高通滤波器的内部结构，图5为该结构的等效电路，图6为其仿真结果。
调频和电视的发射频率为50M z860M ，即V F和UH H Hz H F波段，如果在
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滤波器按频率的通带范围可分为低通、高通、带通和带阻四个类 型。这四种滤波器在广播电视发射系统中都有应用，其中以带通滤波器 的应用最为少泛。 “ 滤波器设计的基本思路是根据滤波器的指标要求 ( 比如中心频率、 通带带宽、通带损耗、阻带衰减以及输入输出阻抗等 ) ，选定低通原型 滤波器 ( 常用的有巴特沃斯函数、切比雪夫函数和椭圆函数) 及谐振腔 的数目; 然后通过频率变换得到所需滤波器的理论模型; 最后通过实际 结构或电路来实现滤波器。 二、洲波器的典组结构
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电子 科学
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能量的转换频率，其大小与回路的形状及模式有关; 品质因数( 值)与谐 Q 振回路的损耗直接相关，它是指谐振时系统中存储的电能或磁能与一周 期内系统损耗的能量之比的2 二 倍。谐振腔的Q 值越高说明其谐振响应曲 线越尖锐，一般来说，同轴短路或开路谐振腔的典型无载Q 值约为几千， 波导的Q 值要明显高于同轴谐振腔的Q 值，圆波导的Q 值高于矩形波导的 Q 值，矩形波导的典型无载Q 值一般介于10000一2000 ，圆波导的典型无 0 载Q 值一般介于20000一40000。 常用的谐振腔有同轴谐振腔和波导谐振腔，同轴谐振腔主要用于 vH M，u盯频段，最常用的同轴谐振腔是一端短路一端加载的同轴 F，F 腔，其基本结构如图7所示。图中的外导体可以是长方体也可以是圆柱 体，内导体一般都用圆柱体。腔的谐振频率取决于同轴线的特性阻抗、 内导体长度及外导体长度，其功率容量取决于腔体的大小。 波导腔主要用于U F高端、L波段等微波波段，主要有矩形波导腔和 H 圆柱波导腔两大类，矩形波导腔就是的一个封闭长方体金属盒(图8 ，其 ) 谐振频率由腔内电磁场的模式及腔体的物理尺寸所决定。圆柱波导腔是 直径D高度为H的封闭圆柱金属筒(图9) ，它的谐振频率也是由腔内电磁场
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图2 九阶 低通滤波 器等效电路
( 三) 带通滤波器 带通滤波器是应用最为广泛的滤波器，根据通带的相对带宽分为窄 带带通和 宽带带通两种，一般相对带宽小于20 称为窄带滤波器，相对带宽大 % 于40% 称为宽带滤波器。就广播电 视而言最常用的是窄带带通滤波器比 如 频道滤波器，窄带带通滤波器的典型结构是级联式的祸合谐振腔结构。 谐振腔是带通滤波器最关键的部分。在一定体积内能限定电磁能 量，其中激励起微波电磁振荡的结构，称为微波谐振腔 ( m 。 w e i r a o v r esonat or cavi t ) 。谐振腔的好坏直接决定了滤波器性能的好坏。谐 y 振腔最主要指标有谐振频率和品质因 ，谐振频率就是谐振回路中电磁
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图4 九阶高通滤波器内 部结构
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图5 九阶高通滤波器等效电路
图1是一个典型的低通滤波器的内部结构，图2是该结构的等效电
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奎 撰 VA L 馨
电子 科学
广播 电视发射系统 中滤波器 的设 计
张 欣
( 河南省广播电影电 视局总工办 河南 郑州 4500Q ) 3
[摘 要〕 介绍广播电视发射系统中常用的低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器以及带阻滤波器的基本原理和典型结构。 [关键词〕 广播电视 发射系统 滤波器 中图分类号: TPZ 文献标识码: 人 文章编号: 167， 一7597 (2的8) 0120 13一02 0
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图3 仿真结果 ( 二) 高通滤波器 高通滤波器的结构是用同轴短路短截线来实现并联电感，用垫有聚 四氟乙稀的内导体圆盘实现串联电容，从而构成梯形高通滤波器。图 4为 高通滤波器的内部结构，图5为该结构的等效电路，图6为其仿真结果。
调频和电视的发射频率为50M z860M ，即V F和UH H Hz H F波段，如果在
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