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濾波器的基礎是諧振電路。射頻常用濾波器分為四大:低通濾波器(LPF)、高通濾波器(HPF)、帶通濾波器(BPF)和帶阻濾波器(BEF),都是以通過或者阻斷某個頻段來加以區分的。

其實,從廣義上來說,頻率選擇特性也就是濾波器最基本的特性,理想的低通濾波器是:

1. 理想低通濾波器幅頻圖

但是實際上的低通濾波器幅頻圖是如下的:

2. 實際低通濾波器幅頻圖

由於理想濾波器是非因果係統,我們能實現的都是因果係統。而且元件數量、電容與電感量受工藝限製、電容電感q值限製、引線的電容電感實際因素影響,於是實際的低通濾波器幾乎就是如圖2的樣子了。

同樣,高通濾波器的通帶上限是有限製的而不是理想的無限延伸,典型幅頻圖像如下:

3. 高通濾波器幅頻圖

帶通濾波器可以由低通和高通濾波器組合,也可以由1/4波長諧振腔構成。帶通濾波器的典型幅頻圖像如下:

4. 帶通濾波器幅頻圖

帶阻濾波器也被稱為陷波器,其阻帶的上限和下限也都是有限製的,典型幅頻圖像如下:


5. 帶阻濾波器幅頻圖

在實際選型中,濾波器常用的技術指標如下:

1. 通帶頻率範圍

這個表示需要濾波器通過的頻段,不多說了。

2. 3dB帶寬

通帶的最小插入損耗點(通帶傳輸特性的最高點)向下移3dB時所能測的通帶寬度。這個指標越窄,表明濾波器的過渡帶越陡峭,頻率過濾性能越佳。

3. 通帶插入損耗

由於濾波器的組件的電阻性損耗(如電感、電容、導體和介質的不理想)和濾波器的輸入輸出端存在反射損耗,即使在通帶內,濾波器本身也會帶來插入損耗。這個值越小,在通帶內對係統影響越小。

4. 帶內紋波

表明上述通帶插入損耗在通帶內的波動範圍,帶內紋波越低越好,否則會增加過濾波器的不同頻率信號的功率起伏。

5. 帶外抑製

帶外抑製一般用通帶外的帶外滾降來描述,即規定濾波器通帶外每頻率下降的分貝數。這個值越大,表示阻帶內阻斷信號的能力越強。

6. VSWR

一般來講,VSWR同所有無源器件一樣,越低越好。通常濾波器VSWR典型值可以低於1.3

7. 承受功率

對於有大功率要求的係統,需要匹配大功率容量設計的濾波器,否則會被擊穿打火。

8. PIM(無源互調)

現代通信係統對無源器件的互調指標提出了比較嚴格的要求,對於常用的濾波器也是如此,常見的互調指標要求是-153dBc@2×43dBm


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