发射机输出带通滤波器关键技术特性

    在我们之前发表的《满足DTMB和CMMB的发射机输出带通滤波器指标研究》（以下简称《研究》）一文中提到了，对于发射机输出带通滤波器，为了满足DTMB和CMMB标准的要求，需要考虑的技术指标有很多，包括工作频率、通带带宽、功率容量、反射损耗、插入损耗、带外衰减等等。实际上，为了保证上述指标的要求，发射机输出带通滤波器的很多技术特性就已经被确定了，不能随意更改，否则滤波器无法满足标准要求。本文就对滤波器的这些关键技术特性做一些深入讨论。

滤波器谐振腔的数量

     滤波器是由数个谐振腔级连构成的。谐振腔的数量越多，滤波器的带外衰减越陡峭，但滤波器通带内的插入损耗就会越大，滤波器的加工成本也会相应增加。在《研究》一文中我们给出了满足DTMB和CMMB标准滤波器的带外衰减要求。经过我们多年的研究和经验，我们给出以下重要结论：

• 包含4个谐振腔的带通滤波器，无论其是否设计了交叉耦合结构，其带外衰减都无法满足标准要求。因此，发射机输出带通滤波器不可以采用4腔或更少谐振腔的结构。

• 包含6个谐振腔的带通滤波器，如果不设计不相邻谐振腔间的交叉耦合结构，为了满足滤波器中心频率+/-4.2MHz的衰减需要达到4dB的要求，经过实验我们可以看到，此时滤波器反射损耗的有效带宽（即反射损耗大于26.5dB的频率范围）只有7.15MHz，而滤波器通带角位置（即中心频率+/-3.8MHz）的反射损耗指标较差。因此，我们不建议发射机输出带通滤波器采用不带交叉耦合的6腔结构。

• 包含6个谐振腔的带通滤波器，并且设计了1个或者2个不相邻谐振腔之间的交叉耦合结构，可以很好的满足滤波器带外衰减的要求，同时可以保证通带角的插入损耗在合理区间内。因此，6腔带交叉耦合的结构是发射机输出带通滤波器适宜采用的。

• 包含更多谐振腔（如8个）的带通滤波器，虽然其带外衰减指标较6腔滤波器更佳，但由于包含的谐振腔更多，其通带内的插入损耗更大。因此，我们不建议发射机输出带通滤波器采用多于6个谐振腔的结构。

综上所述，包含6个谐振腔并设计了不相邻谐振腔的交叉耦合，是发射机输出带通滤波器的理想拓扑结构。

全频段可调vs固定频道

       某些滤波器生产厂家为了降低成本，为用户提供的滤波器无法实现470～800MHz全频段可调，而是将滤波器的工作频率固定在某个频道上。这种做法首先未能满足标准中对滤波器工作频率的要求，同时也剥夺了用户后期改频的可能性。更为重要的是，固定频道的滤波器往往没有温度补偿的设计，因此这种滤波器的温度稳定性非常差。在后面的讨论中可以看到，没有设计温度补偿的滤波器是无法正常工作的。因此，我们强烈建议发射机均要配备全频段可调的带通滤波器产品。

温度稳定性

       由于滤波器本身发热或者环境温度变化的原因，滤波器在工作过程中温度变化可能超过30度。对于一个工作在UHF频段的典型同轴谐振腔，当温度上升1度时，由于热胀冷缩的原因，谐振腔的谐振频率会降低20kHz左右。因此，当滤波器温度上升30度时，它的整个通带会向低漂移600kHz左右，这个频率偏移是非常大的。在下图中可以看到，向低端漂移了600kHz后，中心频率-4.2MHz位置的带外衰减只有0.8dB，已经小于4dB，不再满足标准要求；而中心频率+3.8MHz位置的插入损耗已经超过10dB，系统已经无法正常工作。因此，发射机输出带通滤波器的温度稳定性是非常重要的指标，不带温度补偿设计的滤波器是不能使用的。一般的，要求发射机输出带通滤波器的温度稳定性指标应小于2kHz/℃。当温度上升30度时，滤波器的频率漂移不大于60kHz。