洪硯分享濾波器的種類基礎知識

濾波器經常應用在接收機中的射頻,中頻以及基帶部分.雖然對這數字技術的發展,采用數字濾波器有取代基帶部分甚至中頻部分的模擬濾波器,但射頻部分的濾波器任然不可替代.因此,濾波器是射頻系統中必不可少的關鍵性部件之一.洪硯分享濾波器的種類基礎知識

濾波器的分類有很多種方法.如：

按頻率選擇的特性可以分為:低通、高通、帶通、帶阻濾波器等；

按實現方式可以分為:LC濾波器、聲表面波/體聲波濾波器、螺旋濾波器、介質濾波器、腔體濾波器、高溫超導濾波器、平面結構濾波器。

按不同的頻率響應函數可以分為：切比雪夫、廣義切比雪夫、巴特沃斯、高斯、貝塞爾函數、橢圓函數等。

對于不同的濾波器分類，主要是從不同的濾波器特性需求來描述濾波器的不同特征。

濾波器的這種眾多分類方法所描述的濾波器不同的眾多特征，集中體現出了實際工程應用中對濾波器的需求是需要綜合考量的，也就是說對于用戶需求來做設計時，需要綜合考慮用戶需求。

濾波器選擇時，首先需要確定的就是應該使用低通、高通、帶通還是帶阻的濾波器。

下面首先介紹一下按頻率選擇的特性分類的高通、低通、帶通以及帶阻的頻率響應特性及其作用

很常用的濾波器是低通跟帶通。低通在混頻器部分的鏡像抑制、頻率源部分的諧波抑制等有經常性的應用。帶通在接收機前端信號選擇、發射機功放后雜散抑制、頻率源雜散抑制等方面經常使用。

濾波器在微波射頻系統中應用，作為一功能性部件，必然有其對應的電性能指標用于描述系統對該部件的性能需求。

對應不同的應用場合，對濾波器某些電器性能特性有不同的要求。

描述濾波器電性能技術指標有：

階數（級數）

截止頻率

駐波

帶外抑制

紋波

損耗

通帶平坦度

相位線性度

群時延波動

功率容量

相位一致性

幅度一致性

工作溫度范圍

下面對濾波器這些電性能指標作逐一解釋。

階數（級數）：對于高通和低通濾波器來講，階數就是濾波器中電容、電感的個數總和。對于帶通濾波器來講，階數是并聯諧振器的總數；對于帶阻濾波器來講，階數是串聯諧振器與并聯諧振器的總數。

帶寬/相對帶寬：該指標通常用于帶通濾波器，表征可以通過濾波器的信號頻率范圍，體現濾波器的頻率選擇。

截止頻率：截止頻率通常用于高通跟低通濾波器。對于低通濾波器截止表征濾波器能通過的頻率范圍；對于高通濾波器，截止頻率表征濾波器能通過的頻率范圍。

駐波：即矢網測得的S11，表示濾波器端口阻抗與系統所需阻抗的匹配程度。表示輸入信號有多少未能進入濾波器而被反射回輸入端。

損耗：損耗表示信號通過濾波器后損失的能量，也就是濾波器消耗的能量。

通帶平坦度：濾波器通帶范圍內損耗大值與損耗小值之差值。表征濾波器對不同頻率信號的能量消耗的區別。

帶外抑制：濾波器通帶頻率范圍以外的“衰減量”。表征濾波器對不需要的頻率信號的選擇能力。

紋波：濾波器通帶內S21曲線起伏的波峰與波谷之間的差值。

相位線性度：濾波器通帶頻率范圍內相位與一條與中心頻率時延相等的傳輸線之間的相位差值。表征濾波器的色散特性。

功率容量：可以輸入濾波器的通帶信號的大功率。

相位一致性：同一指標同一批次不同濾波器之間的傳輸信號相位的差值。表征批次濾波器之間的差別（一致性）。

幅度一致性：同一指標同一批次不同濾波器之間的傳輸信號損耗的差值。表征批次濾波器之間的差別（一致性）。

相位線性度：濾波器通帶頻率范圍內相位與一條與中心頻率時延相等的傳輸線之間的相位差值。表征濾波器的色散特性。