微波濾波器的應用

1、是雷達系統(tǒng)，通信系統(tǒng)，測量系統(tǒng)等系統(tǒng)中最常見的元器件之一，性能優(yōu)劣往往直接影響到整個通信系統(tǒng)的質量。常見參數(shù) 插入衰減（IL）：傳輸功率PL與輸入功率PIN之比， | IN|為輸入端的反射系數(shù) 紋波（Ripple）：指1dB或3dB帶寬（截止頻率）范圍內，插損隨頻率在損耗均值曲線基礎上波動的峰-峰值。 帶寬（Bandwidth）：通帶內對于3dB衰減量的上邊頻與下邊頻的頻率差 阻帶抑制（stopband）：通常以60dB作為阻帶抑制的設計值 ）（）（2INLIN-1-10log/PP10logIL 品質因數(shù)（Q值）：諧振回路中，平均儲能與一個周期內平均耗能之比。Q值描述了濾波器的頻率選擇性，Q

2、越高，帶寬越窄，諧振曲線越尖銳，頻率選擇能力越強。 各種品質因素的關系為： 式中總功耗（對應有載品質因素 QLD ）包含濾波器的功耗（對應無載品質因數(shù) QF ） 及外界負載的功耗（對應外部品質因素 QE ） QF 越高，插入損耗 IL 越低。濾波器低通高通帶通濾波方式帶阻全通（移相）微波濾波器的分類微波濾波器信道選擇濾波器頻段選擇濾波器靜頻抑制濾波器用途接收抑制和發(fā)射抑制濾波器微波濾波器的分類微波濾波器巴特斯沃濾波器切比雪夫濾波器橢圓函數(shù)濾波器濾波器的頻率響應微波濾波器的分類 巴特斯沃函數(shù)：也叫最大平坦響應函數(shù) 切比雪夫函數(shù) 橢圓函數(shù)眼熟！微波濾波器微帶濾波器腔體濾波器波導濾波器實現(xiàn)形式聲表面

3、波濾波器陶瓷介質濾波器微波濾波器的分類LC濾波器 在通信系統(tǒng)中一般用于基帶和中頻電路，是最基礎的微波濾波器。 一般是由濾波電容器、電抗器和電阻器適當組合而成，與諧波源并聯(lián)，除起濾波作用外，還兼顧無功補償?shù)男枰?分為兩大類：調諧濾波器和高通濾波器。調諧濾波器包括單調諧濾波器和雙調諧濾波器， 可以濾除某一次(單調諧)或兩次(雙調諧)諧波，該 諧波的頻率稱為調諧濾波器的諧振頻率。 LC濾波器 高通濾波器也稱為減幅濾波器，主要包括一階高通濾波器、二階高通濾波器、三階高通濾波器和c型濾波器，用來大幅衰減低于某一頻率的諧波，該頻率稱為高通濾波器的截止頻率。 優(yōu)點：成本低、插入損耗小。 缺點：當工作頻率較低

4、時，所需要的電感和電容數(shù)值都很大，使得濾波器的體積和重量大。不易集成化。工作頻率較高時，小電感不易制作，且分布參數(shù)影響難估計，調整困難。微帶線濾波器 射頻和微波電路中最常用 優(yōu)點： (1) 尺寸小，易于加工; (2) 可以采用不同的襯底材料而改變頻率 的范圍； (3)易于跟其他電路集成，在平面制圖 和制版上非常方便 常見類型： 半波長平行耦合微帶線帶通濾波器 優(yōu)點：結構緊湊、第二寄生通帶的中心頻率位于主通帶中心頻率的3倍處、適用頻率較大、適用于寬帶濾波器時相對帶寬可達20%。 缺點：插損較大，濾波器在一個方向上占用了較大空間。微帶線濾波器 發(fā)夾型濾波器 是由發(fā)夾型諧并排耦合振器而成，與平行耦合

5、帶通濾波器相比，結構更緊湊，信號輸入輸出方式可采用抽頭式和平行耦合方式。微帶線濾波器 交指型濾波器 由兩個平行耦合線諧振器陣相互交叉組成的結構 具有良好的帶通濾波器特性：它的諧振器波長近 似等于1/4 0 ，第二通帶中心在3w0 ，其間不會有 寄生響應。它在w=0和w=w0 的偶數(shù)倍上具有高次 衰減極點，故阻帶衰減和截止率都較大。有終端短路和終端開路兩 種形式，前者適于窄帶， 后者適于寬帶。微帶線濾波器 微帶類橢圓函數(shù)濾波器 相比前幾種，它通過在帶外引入衰減極點，能明顯改善濾波器的帶外特性，有更好的電特性。 在超導狀態(tài)，由于導體薄膜的Q值很高，該種濾波器具有較高選擇性和較低的插損。微帶線濾波器

6、腔體濾波器 腔體濾波器由諧振腔、調諧螺釘?shù)冉M成，與其他性質的濾波器比較，它的結構牢固，性能穩(wěn)定可靠，體積小，Q值適中，高端寄生通帶較遠而且散熱性能好，可用于較大功率和頻率，來濾除帶外強干擾信號。 常見腔體濾波器有，同軸腔，波導腔，介質腔等。 同軸腔體濾波器 具有電磁屏蔽特性和高Q值、低損耗、尺寸小等特性，但要在10GHz以上使用時，由于其微小的物理尺寸，制作精度很難達到。 腔體濾波器 螺旋諧振腔：新型腔體結構，它可提供高頻的諧振回路，解決甚高頻高質量的窄帶濾波技術難題。 螺旋濾波器：采用螺旋諧振器來實現(xiàn)耦合諧振器濾波器中的并聯(lián)諧振回路。 螺旋諧振器：螺旋諧振器類似一 個 1/4波長的同軸線諧振

7、器。由 于電場、磁場全部被金屬表面限 制在腔內，故沒有輻射損耗。 由于高頻電流的趨膚效應，諧振 器流過高頻電流的金屬表面是 擴展開了的，金屬損耗也很小， 品質因數(shù)很高，約在1000左右。腔體濾波器 傳輸線濾波器的一種，一般的，波導濾波器由不連續(xù)處和傳輸線段組成。兩者都可以等效為相應的集總參數(shù)元和電路，波導不連續(xù)結構提供等效電抗，傳輸線段等效諧振腔等。波導濾波器（waveguide filter）波導濾波器（waveguide filter） 優(yōu)點：采用高Q值結構設計，在大功率和高頻段的天饋系統(tǒng)中應用廣泛，具有較低的插損，良好的通帶駐波特性和較高的帶外衰減，溫度穩(wěn)定性好，特別適合于窄帶應用。 缺

8、點：在同頻率濾波器中尺寸較大。聲表面（SAW）波濾波器 利用石英、鈮酸鋰、鈦酸鋇晶體具有壓電效應的性質做成的。 壓電效應，即是當晶 體受到機械作用時，將 產(chǎn)生與壓力成正比的電 場的現(xiàn)象。 具有壓電效應的晶體，在受到電信號的作用時，也會產(chǎn)生彈性形變而發(fā)出機械波（聲波），即可把電信號轉為聲信號。由于這種聲波只在晶體表面?zhèn)鞑?，故稱為聲表面波。聲表面（SAW）波濾波器特點：（1）頻率響應平坦 （2）體積小，質量輕，一致性好，便 于批量生產(chǎn)。 （3）品質因數(shù)和帶阻高，廣泛應用于 射頻前端和中頻系統(tǒng)缺點：插損一般較大，難于集成，同時在高 頻下難以處理大功率，一般用于2GHz 以下的無線通信系統(tǒng)中。陶瓷介質

9、濾波器 用微博陶瓷介質按照TM、TEM等模式要求制成的圓柱。圓環(huán)等形狀的介質諧振器，再按微波網(wǎng)絡傳輸原理用電容集總參數(shù)和分布參數(shù)耦合而成。 核心元件：壓電陶瓷振子（關鍵材料：壓電陶瓷材料） 特點：性能優(yōu)良，插損小，有較高的功率承受能力，可與天線、開關集成，價格低廉。陶瓷介質濾波器 缺點：體積大，形狀因子與品質因數(shù)較小，較難用于多帶多功能3G移動通信系統(tǒng)。SIR(階躍阻抗諧振器)濾波器 隨著無線通信的發(fā)展，信號間的頻帶越來越窄，要求信號相互影響越小，對于濾波器的要求也越來越高。如何實現(xiàn)濾波器的小型化、高選擇性、寬阻帶成為濾波器的主要研究方向。階躍阻抗諧振器(SIR)是由兩個以上具有不同特性阻抗的傳輸線組合而成的橫向電磁場或準橫向電磁場模式的諧振器。4型SIR是其中最具吸引力的一種形式。它既能減小濾波器尺寸，又能