Фильтр гармоник

Фильтр гармоник желательно иметь на выходе каждого радиопередатчика. Любой радиопередатчик генерирует кроме основной частоты f гармонические частоты 2f, 3f и т.д. . В зависимости от схемы выходного каскада передатчика, его колебательной системы, типа антенны и качества ее согласования  с фидером и выходным каскадом передатчика уровень гармоник может меняться, но они всегда есть.
    Традиционный П- контур позволяет отфильтровать гармоники до уровня единиц - десятков милливатт (в зависимости от мощности  основного сигнала). Однако этого уровня вполне достаточно для создания помех в соседних частотных каналах вплоть до полного блокирования приема на значительном расстоянии. Наиболее остро эта проблема выплывает при работе нескольких радиостанций на ограниченной площадке, например в полевом дне. ( Или по соседству с польскими телевизионными решетками). 
    Единственным радикальным методом подавления гармониковых помех является фильтрация выходного сигнала передатчика. Для этого между передатчиком и фидером включают дополнительный LC фильтр нижних частот с необходимой амплитудно-частотной характеристикой. Часто такой фильтр является составной частью передатчика. Потери полезного сигнала в таких фильтрах не превышают 1 процента. Фильтры гармоник являются широкополосными и не требуют настройки или подстройки в процессе эксплуатации. Главное использовать конденсаторы и катушки индуктивности с минимальным отклонением номиналов от расчетных.  Современная компьютерная техника позволяет спроектировать  высококачественный фильтр гармоник с заданными характеристиками. Для этого может быть использована программа  RFSim99. Эта программа бесплатна для радиолюбительского использования и доступна в интернете.
     
     При расчете фильтра гармоник задаются несколькими параметрами:

- типом характеристики фильтра, обычно Батерворта или Чебышева;
- частотой среза фильтра;
- степенью ослабления второй и следующих гармоник;
- уровнем затухания полезного сигнала (потерями в фильтре).
 



     На рисунке приведены схемы двух  ФНЧ пятого порядка с частотой среза 146 МГц. (Элементы рассчитаны для фильтра Чебышева с неравномерностью 0.1 dB. Обе схемы эквивалентны.)


     Если полученные результаты не устраивают, можно повысить порядок фильтра до седьмого и более или изменить схему фильтра, включив конденсаторы параллельно катушкам индуктивности. Полученные параллельные LC контуры настраивают на частоты гармоник, что позволяет ослабить их еще на несколько порядков. К сожалению фильтры такой конфигурации программа автоматически не проектирует, но можно добавлять элементы вручную, а потом смотреть ,что получилось. Например, если подключить параллельно средней катушке конденсатор 1.31 пф,


то ослабление третьей гармоники (435 МГц) возрастет до 100 dB. Это практически ниже уровня шума. Если передатчик создает помехи телевизионному приему в определенном канале, можно попытаться подавить помеху регулируя емкость дополнительного конденсатора.

     В заключение несколько фотографий промышленных фильтров гармоник от передатчиков УКВ диапазона мощностью 0.5 кВт и более.......




0.5 кВт передатчик. Разъем наверху для подключения измерителя выходной мощности.



С уважением, RU3PA.
(ru3pa@mail.ru)