在射頻和微波工作中，有一段時間必須在不降低該線路的高頻作用的情況下將直流電源引入信號承載線。常用的設(shè)備稱為“偏置三通”。下圖說明了使用此類設(shè)備的兩種方法。

　　圖1 使用偏置三通用法的兩種常見方法。

　　在上部電路中，直流電被輸送到從其他事物接收信號的某物或另一物。在較低的電路中，直流電被輸送到正在向某物或其他物體輸送的其他東西。無論哪種情況，電感(RF扼流圈)都不應(yīng)在工作信號頻率下表現(xiàn)出自諧振，這就是挑戰(zhàn)所在。

　　制造RF扼流圈的一種方法是將電感器繞成錐形螺旋，如下所示。

　　圖2 錐形線圈示意圖。

　　任意表示，匝間電容顯示為“Cn”電容器的集合，從每個匝到RF地的電容顯示為“Cm”電容的集合。通過圓錐形排列，信號頻譜中的最高頻率由錐形尖端附近的電感支持，而較低的頻率由遠(yuǎn)離信號線本身的較大匝支持。Cm和Cn電容在靠近信號線的地方都保持較小，并且允許遠(yuǎn)離信號線較大，因為信號線的影響不太重要。

　　我們可以為此制作一個非常粗略的電路模型來說明如何設(shè)置自諧振，以便RF扼流圈的最低自諧振頻率高于信號輸入到信號輸出路徑頻率跨度的最高工作頻率。

　　圖3 錐形扼流圈的電路模型。

　　每匝導(dǎo)線由Ln和Cn的并聯(lián)組合以及Cm的分流電容表示。雖然導(dǎo)線匝數(shù)之間會有交叉耦合，但我在這里選擇假設(shè)零交叉耦合只是為了使數(shù)學(xué)易于處理，而不是我自己的個人分析局限性。我必須跪下乞求你的原諒，但無論如何，一個有用的見解出現(xiàn)了。

　　以我們的起點在右邊，我們有一個假設(shè)主要是電感的阻抗，但我們將選擇它的電感值為零，這樣我們在這個模型的左端看到的將是僅由錐形線圈本身產(chǎn)生的阻抗。

　　對于該模型的每個部分，從 j X1 開始，我們可以推導(dǎo)出 j X2 的方程。

　　圖4 錐形線圈每匝阻抗的數(shù)學(xué)推導(dǎo)。

　　每個部分呈現(xiàn)的 j X2 可以用作左側(cè)下一部分的新 j X1。對于我們選擇檢查的每個頻率，該計算會重復(fù)多次，因為線圈中的匝數(shù)。因此，該計算過程是迭代的。

　　現(xiàn)在，我們來看看實際錐形電感器規(guī)格的一部分，以了解實際元件的特性。

　　圖5 真實世界的錐形電感器。

　　請注意，該器件的指定可用頻率范圍為100 kHz至40 GHz。這是8.644個八度或2.602個十進制的跨度，坦率地說是相當(dāng)巨大的。我在下面嘗試的模擬結(jié)果遠(yuǎn)沒有那么好，但它仍然表明有足夠的帶寬用于衛(wèi)星無線電服務(wù)。

　　圖6 模擬錐形電感的感抗。

　　請注意，現(xiàn)實世界的部分在物理上非常小。從第一個匝的Ln為50 nHy的幾個公認(rèn)的輕率假設(shè)開始，我們選擇將隨后四十四個匝的Ln值減少0.9452倍，從而產(chǎn)生840 nHy的最終電感值，我們在1 MHz下測試，遠(yuǎn)低于任何諧振。

　　我們還假設(shè)每個電容看似超微小，每匝0.001 pF，我們進一步減少每匝0.6倍的后續(xù)匝數(shù)。仿真的結(jié)果是無諧振的電感行為，最高可達(dá)略低于10 GHz。

　　這些結(jié)果是否合適?我無法證明這一點，但我懷疑他們是。至少它們似乎暗示了可購買物品的錐形結(jié)構(gòu)的有效性和優(yōu)點。

　　約翰·鄧恩 是一名電子顧問，畢業(yè)于布魯克林理工學(xué)院(BSEE)和紐約大學(xué)(MSEE)。