75Ω高通濾波器控制UHF進(jìn)入衛(wèi)星DBS調(diào)諧器

在機(jī)頂盒的組合頻段饋電電纜中，衛(wèi)星DBS頻段為950至2150 MHz，而地面頻段為54至860 MHz。機(jī)頂盒輸入端需要高通濾波器，以防止UHF通道到達(dá)衛(wèi)星DBS調(diào)諧器并使其脫敏。在本例中，我們構(gòu)建并測試了與MAX2116單芯片衛(wèi)星調(diào)諧器IC配合使用的濾波器。

介紹

雖然衛(wèi)星電視有各種各樣的節(jié)目，但它通常不能覆蓋郊區(qū)和許多城市地區(qū)的本地頻道。衛(wèi)星客戶正在將地面電視信號與其衛(wèi)星饋送相結(jié)合（見圖1）。畢竟，將一根電纜布線到房屋中比將兩根電纜布線要容易得多。最好的選擇是最終用戶使用衛(wèi)星/電視雙工器來組合信號。然而，這些單元只有這么多的阻帶抑制。許多用戶可能位于地面電視信號強(qiáng)度較高的區(qū)域和/或他們可能正在使用高增益八木天線。

圖1.衛(wèi)星/地面配置。

在機(jī)頂盒的組合頻段饋送電纜中，衛(wèi)星DBS頻段為950MHz至2150MHz，而地面頻段為54至860MHz。機(jī)頂盒輸入端需要高通濾波器，以防止UHF通道到達(dá)衛(wèi)星DBS調(diào)諧器并使其脫敏。在本例中，我們構(gòu)建并測試了與MAX2116單芯片衛(wèi)星調(diào)諧器IC配合使用的濾波器。

即使衛(wèi)星和地面電視信號沒有合并，也可能有其他強(qiáng)干擾源。衛(wèi)星天線具有非常高的方向性，但仍然容易受到阻塞物的影響。825至895 MHz頻段的蜂窩電話塔信號以及地面廣播電視臺可以通過衛(wèi)星饋線到達(dá)機(jī)頂盒。這些“阻塞”信號可以通過其旁瓣之一耦合到碟形天線中（即這些不是完全指令性的），或者它們可以僅僅由于近距離和高功率而耦合。

過濾器設(shè)計(jì)

假設(shè)我們希望將54-860MHz衰減20dB，同時通過衛(wèi)星L波段信號（950-2150MHz），插入損耗不超過0.7dB，我們可以計(jì)算濾波器掩模。地面信號的帶邊（860MHz）非常接近衛(wèi)星的下頻帶邊緣（950MHz）。通帶與阻帶的比率為 1.1 = （950/860）。給定這個小比率，將選擇橢圓濾波器。由于衛(wèi)星信號的帶寬非常寬，因此將選擇高通濾波器。很難設(shè)計(jì)出通帶超過倍頻程且插入損耗低的帶通濾波器。由于成本和組件公差問題，我們將橢圓過濾器限制為四段式設(shè)計(jì)。

衛(wèi)星調(diào)諧器的低噪聲模塊（LNB）需要通過電感器的直流電壓饋電。我們將在四段橢圓高通濾波器的第一個分流部分使用該電感器。

圖2所示為四段橢圓形UHF入口濾波器的原理圖。該電路使用以下組件構(gòu)建和測試：

1.8pF +- 0.1pF 電容器

2.2pF +- 0.1pF 電容器

18pF +-0.1pF 電容器

22pF 5% 電容器

10nH +-2% 村田高 Q 電感器 （LQW1608A10NG00） Q=100 @1500MHz

22nH +- 2% 村田高 Q 電感器 （LQW1608A22NG00） Q=105 @1500MHz

圖2.超高頻入口濾波器原理圖。

濾波器設(shè)計(jì)中有許多權(quán)衡。目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)20dB阻帶衰減，標(biāo)稱帶內(nèi)插入損耗約為0.7dB，紋波為0.5dB。圖3-6顯示了濾波器的實(shí)際實(shí)測回波損耗。這些測量是使用特性阻抗Zo = 75Ω進(jìn)行的。

圖3顯示了濾波器的s參數(shù)（S21）響應(yīng)。這是使用圖2電路上的網(wǎng)絡(luò)分析儀測量的。停止帶的整體形狀看起來非常好。即使使用橢圓濾波器，阻帶的衰減也不會達(dá)到完整的20dB，直到650MHz。

圖3.濾波器 S 參數(shù)測量 （S21）。

圖4顯示了通帶的放大視圖。標(biāo)稱損耗約為0.7dB，紋波約為0.3dB。最好將帶內(nèi)插入損耗降至最低。如果衛(wèi)星接收器，每dB的損耗都會增加噪聲系數(shù)。

圖4.放大 s 參數(shù)視圖 （S21）。

圖5顯示了濾波器（S11）的輸入回波損耗?；夭〒p耗完全在8dB的DVB-S規(guī)格范圍內(nèi)。

圖5.輸入回波損耗。

圖6為輸出回波損耗（S22）。它與75Ω系統(tǒng)非常匹配。

圖6.輸出回波損耗。

總結(jié)

設(shè)計(jì)、制造和測量了用于 UHF 入口的濾波器，可在 0MHz 至 7MHz 范圍內(nèi)提供 0.3dB +-950.2150dB 帶內(nèi)損耗。從20MHz到54MHz，阻帶衰減為>650dB。濾波器在75Ω環(huán)境中表現(xiàn)出良好的帶內(nèi)回波損耗。

審核編輯：郭婷