大功率微波滤波器设计概述
许多大功率微波发射机常有一定功率的寄生输出,成为无线电子干扰的来源之一。为了抑制这种干扰,须用大功率微波滤波器,使发射机的载波和调制边带通过,抑制其寄生辐射。在大功率微波滤波器的设计中,所需要考虑的问题常与小功率滤波器有所不同,因而小功率滤波器的设计方法在大功率设计中要受到限制,甚至完全不能用。
一、功率容量问题:
滤波器的脉冲功率容量由滤波器中强电场对介质的击穿来确定,这与滤波器结构和介质强度有关。通常TEM波结构(同轴线和带状线)的功率容量至少要比矩形波导(TE10模)小六、七倍,而矩形波导又比圆波导(TE10模)小四倍左右。因此,设计大功率微波滤波器一般总是采用波导结构,只有在某些特殊情况下才考虑采用同轴线等结构。
二、通带电压驻波比和插入衰减问题:
通常大功率滤波器要求插入衰减和电压驻波比都很小,否则会引起发热、功率容量下降和系统性能变坏等。在现代的技术条件下,一般要求在滤波器的通带内插入衰减不大于0.2分贝,电压驻波比不大于于1.20。
三、阻带衰减和电压驻波比问题:
由于在谐波频率上传输线中有许多高次模存在和传输。因此,滤波器必须对所有高次模都提供高的插入衰减,以抑制寄生模的辐射。同时,滤波器的阻带电压驻波比也是最重要的,因为电压驻波比太大对功率放大管是有害的,会引起耦合窗谐振,产生击穿。若在滤波器与功率管间放入谐波衰减片,可以限制阻带电压驻波比以达到所需要的电平。
一般而言,大功率滤波器均指容量在兆瓦级的滤波器,对于千瓦级的滤波器只能称为中功率滤波器。当对滤波器的容量要求不高,而要求滤波器的体积小,这种情况就可以考虑同轴线结构,同时可以填充介质。这样既能减小体积,又能提高功率容量。例如聚四氟乙稀的击穿强度是空气的十倍。
此类产品均为定制产品,下列产品是为某单位研制的,其特点是承受功率大,体积小。
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