微波滤波器
射頻（RF）和微波滤波器代表一类电子滤波器，旨在对兆赫兹至吉赫兹频率范围（中頻和極高頻）的信号进行操作的器件。该频率范围是大多数广播电台、电视、无线通信（手机、Wi-Fi等）使用的范围，因此大多数RF和微波设备需要对发送或接收的信号进行某种滤波。 这种滤波器通常用作双工器合并或分离多个频带的基础。[1]
过滤功能 编辑
常用的四个过滤器功能如下：
过滤技术 编辑
通常，大多数RF和微波滤波器通常由一个或多个耦合的谐振器组成。因此，可用于制造谐振器的任何技术也可用于制造滤波器。使用的谐振器的空载品質因子通常会決定滤波器可以实现的選擇性。[2]
集总元件LC过滤器 编辑
最简单的谐振器结构是由并联或串联电感器和电容器组成的LC电路。其具有非常紧凑的优点，但是谐振器的低品質因子品質因子导致相对较差的性能。
集总元件LC滤波器具有较高和较低的频率范围。 随着频率变得非常低，在低至kHz至Hz的范围内，振荡电路中使用的电感器的尺寸变得过大。极低频滤波器通常需要使用晶体来克服此问题。随着频率的升高，进入600 MHz以及更高的范围后，振荡电路中的电感会因为变得太小而无法实际使用。由于电感器的电抗相对于频率线性增加，因此在更高的频率下，要实现相同的电抗，可能需要极低的电感。
平面过滤器 编辑
平面传输线（如微帶線、共面波导和带状线）也可以构成良好的谐振器和滤波器，并且在尺寸和性能方面比集总元件滤波器更好。用于制造微带电路的处理非常类似于印刷电路板的制造工艺。
精密平面滤波器是使用薄膜工艺制造的。 通过对基板使用低损耗正切介电材料（例如石英或蓝宝石）和较低电阻的金属（例如金），可以获得较高的品质因子。
同轴滤波器 编辑
同轴传输线比平面传输线可以获得更高的品質因子，因此在需要更高性能时使用。同轴谐振器可以利用高介电常数材料来减小其整体尺寸。
腔体过滤器 编辑
腔体过滤仍在 40MHz 到 960MHz 频率范围内被官方使用。结构良好的空腔滤波器即使在1兆瓦的功率负载下也具有很高的选择性。[3] 能提供更高的品質因子，并且可以通过增加滤波器腔体的内部体积来实现频率相邻（低至 75kHz）时的性能稳定性。
常规腔式过滤器在尺寸 40MHz 范围时长度可达 205 厘米，而在 900MHz 范围时则低至 27.5 厘米。
介电滤波器 编辑
介电滤波器使用各种介电材料来制造谐振器。 与同轴谐振器一样，可以使用高介电常数材料来减小滤波器的整体尺寸。使用低损耗介电的材料，这可以提供比先前讨论的其他技术更高的性能。
参考资料 编辑
- ^ 存档副本. [2020-07-19]. （原始内容存档于2022-01-05）.
- ^ Matthaei, George L.; Jones, E. L.; Young, Leo. Microwave filters, impedance-matching networks, and coupling structures. Dedham, Mass: Artech House Books. 1980. ISBN 0-89006-099-1.
- ^ R Lay. Phase and Group Delay of S-Band Megwatt Cassegrain Diplexer and S-Band Megawatt Transmit Filter (PDF). The Deep Space Network Progress Report. 15 February 1977, (DSN PR 42-37): 198–203 [2020-07-19]. （原始内容存档 (PDF)于2009-03-22）.