在射频和微波工作中，有一段时间必须在不降低该线路的高频作用的情况下将直流电源引入信号承载线。常用的设备称为“偏置三通”。下图说明了使用此类设备的两种方法。

　　图1 使用偏置三通用法的两种常见方法。

　　在上部电路中，直流电被输送到从其他事物接收信号的某物或另一物。在较低的电路中，直流电被输送到正在向某物或其他物体输送的其他东西。无论哪种情况，电感(RF扼流圈)都不应在工作信号频率下表现出自谐振，这就是挑战所在。

　　制造RF扼流圈的一种方法是将电感器绕成锥形螺旋，如下所示。

　　图2 锥形线圈示意图。

　　任意表示，匝间电容显示为“Cn”电容器的集合，从每个匝到RF地的电容显示为“Cm”电容的集合。通过圆锥形排列，信号频谱中的最高频率由锥形尖端附近的电感支持，而较低的频率由远离信号线本身的较大匝支持。Cm和Cn电容在靠近信号线的地方都保持较小，并且允许远离信号线较大，因为信号线的影响不太重要。

　　我们可以为此制作一个非常粗略的电路模型来说明如何设置自谐振，以便RF扼流圈的最低自谐振频率高于信号输入到信号输出路径频率跨度的最高工作频率。

　　图3 锥形扼流圈的电路模型。

　　每匝导线由Ln和Cn的并联组合以及Cm的分流电容表示。虽然导线匝数之间会有交叉耦合，但我在这里选择假设零交叉耦合只是为了使数学易于处理，而不是我自己的个人分析局限性。我必须跪下乞求你的原谅，但无论如何，一个有用的见解出现了。

　　以我们的起点在右边，我们有一个假设主要是电感的阻抗，但我们将选择它的电感值为零，这样我们在这个模型的左端看到的将是仅由锥形线圈本身产生的阻抗。

　　对于该模型的每个部分，从 j X1 开始，我们可以推导出 j X2 的方程。

　　图4 锥形线圈每匝阻抗的数学推导。

　　每个部分呈现的 j X2 可以用作左侧下一部分的新 j X1。对于我们选择检查的每个频率，该计算会重复多次，因为线圈中的匝数。因此，该计算过程是迭代的。

　　现在，我们来看看实际锥形电感器规格的一部分，以了解实际元件的特性。

　　图5 真实世界的锥形电感器。

　　请注意，该器件的指定可用频率范围为100 kHz至40 GHz。这是8.644个八度或2.602个十进制的跨度，坦率地说是相当巨大的。我在下面尝试的模拟结果远没有那么好，但它仍然表明有足够的带宽用于卫星无线电服务。

　　图6 模拟锥形电感的感抗。

　　请注意，现实世界的部分在物理上非常小。从第一个匝的Ln为50 nHy的几个公认的轻率假设开始，我们选择将随后四十四个匝的Ln值减少0.9452倍，从而产生840 nHy的最终电感值，我们在1 MHz下测试，远低于任何谐振。

　　我们还假设每个电容看似超微小，每匝0.001 pF，我们进一步减少每匝0.6倍的后续匝数。仿真的结果是无谐振的电感行为，最高可达略低于10 GHz。

　　这些结果是否合适?我无法证明这一点，但我怀疑他们是。至少它们似乎暗示了可购买物品的锥形结构的有效性和优点。

　　约翰·邓恩 是一名电子顾问，毕业于布鲁克林理工学院(BSEE)和纽约大学(MSEE)。