带通滤波器的作用（滤波器的主要功能和作用）
带通滤波器的功能(滤波器的主要功能和作用)
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滤波器是射频系统中必不可少的关键部件之一，主要用于频率选择——通过所需的频率信号，反射不需要的干扰频率信号。
经典滤波器应用的例子是接收机或发射机前端，如图1和图2所示:
从图1可以看出，滤波器广泛应用于接收机的射频、中频和基带部分。虽然对于这种数字技术的发展，基带部分甚至中频部分已经用数字滤波器取代了模拟滤波器，但射频部分的滤波器仍然是不可替代的。因此，滤波器是射频系统中必不可少的关键部件之一。
有许多方法可以对过滤器进行分类。示例:
按频率选择的特性可分为:低通、高通、带通、带阻滤波器等。
可分为LC滤波器、声表面波/体声波滤波器、螺旋滤波器、介质滤波器、腔体滤波器、高温超导滤波器和平面结构滤波器。
根据频率响应函数的不同，可分为切比雪夫函数、广义切比雪夫函数、巴特沃斯函数、高斯函数、贝塞尔函数、椭圆函数等。
对于不同的滤波器分类，主要从不同的滤波器特性要求来描述滤波器的不同特性。
过滤器的众多分类方法所描述的过滤器的许多不同特征，体现了过滤器在实际工程应用中的需求需要综合考虑，也就是说，在为用户需求设计时，需要综合考虑。
选择滤波器时，首先需要确定的是应该使用低通、高通、带通还是带阻滤波器。
首先介绍了根据频率选择特点分类的高通、低通、带通和带阻的频率响应特性和功能。
巴尔特切比雪夫带通滤波器
巴尔特切比雪夫高通滤波器
最常用的滤波器是低通滤波器和带通滤波器。低通滤波器广泛应用于混频器的镜像抑制和频率源的谐波抑制。带通广泛应用于接收机前端信号选择、发射机功率放大后的杂散抑制、频率源的杂散抑制等。
滤波器广泛应用于微波射频系统。作为功能部件，必须有其相应的电气性能指标来描述部件的性能要求。
对应不同的应用，对滤波器的一些电气性能特性有不同的要求。
描述滤波器电性能技术指标如下:
订单(系列)
绝对带宽/相对带宽
截止频率
驻波
带外抑制
涟漪
损耗
通带平坦度
相位线性度
绝对群延迟
群延迟波动
功率电容
相位一致性
振幅一致性
工作温度范围
过滤器的这些电气性能指标将在下面逐一说明。
阶数(级数):对于高通和低通滤波器，阶数是滤波器中电容和电感数量的总和。对于带通滤波器，阶数是并联谐振器的总数；对于带阻滤波器，阶数是串联谐振器和并联谐振器的总数。
绝对带宽/相对带宽:该指标通常用于带通滤波器，表示可以通过滤波器的信号频率范围，反映滤波器的频率选择。相对带宽是绝对带宽和中心频率的百分比。
五阶高通滤波器
截止频率:截止频率通常用于高通和低通滤波器。低通滤波器的截止频率代表滤波器可以通过的最高频率范围；对于高通滤波器，截止频率代表滤波器可以通过的最低频率范围。
驻波:矢量网络测得的S11，表示滤波器端口阻抗与系统所需阻抗的匹配程度。指示有多少输入信号未能进入滤波器并被反射回输入端。
九阶低通滤波器仿真曲线
损耗:损耗是指信号通过滤波器后损失的能量，即滤波器消耗的能量。
通带平坦度:滤波器通带范围内最大损耗和最小损耗之差的绝对值。用滤波器表征不同频率信号能量消耗的差异。
带外抑制:滤波器通带频率范围之外的“衰减”。表征滤波器对不想要的频率信号的选择能力。
纹波:滤波器通带中S21曲线的波峰和波谷之差。
线性度:滤波器通带频率范围内的相位和与中心频率具有相同时间延迟的传输线之间的相位差。表征滤波器的色散特性。
绝对群时延:滤波器通带内的信号从输入端口传输到输出端口所需的时间。
群时延波动:滤波器通带中最大和最小绝对群时延之差。表征滤波器的色散特性。
容量:可以输入滤波器的通带信号的最大功率。
一致性:同一指标、同一批次的不同滤波器之间传输信号相位的差异。表征批次过滤器之间的差异(一致性)。
幅度一致性:同一指标、同一批次的不同滤波器之间传输信号损耗的差异。表征批次过滤器之间的差异(一致性)。
线性度:滤波器通带频率范围内的相位和与中心频率具有相同时间延迟的传输线之间的相位差。表征滤波器的色散特性。
绝对群时延:滤波器通带内的信号从输入端口传输到输出端口所需的时间。
群时延波动:滤波器通带中最大和最小绝对群时延之差。表征滤波器的色散特性。
容量:可以输入滤波器的通带信号的最大功率。
一致性:同一指标、同一批次的不同滤波器之间传输信号相位的差异。表征批次过滤器之间的差异(一致性)。
幅度一致性:同一指标、同一批次的不同滤波器之间传输信号损耗的差异。表征批次过滤器之间的差异(一致性)。
液晶滤波器
表面声波/体声波滤波器
声级计采用电能转换为表面声波的方法，利用声共振效应实现滤波。声表面波滤波器的特点是体积非常小，与液晶相比Q值相对较高，适合通过半导体技术大规模生产。大约800兆赫兹的滤波器的体积只有0805电容的大小。其缺点是功率容量小，不适合小批量定制，R&D周期长，R&D成本高。
声级计滤波器通常用于终端消费电子产品。
螺旋过滤器
螺旋过滤器:
螺旋滤波器是一种半集总参数滤波器，利用放置在空腔体中的螺旋电感的自谐振实现谐振器，通过空相邻谐振器之间的磁场实现耦合。
其优点是体积比腔体小，Q值比LC高，功率容量比LC大。其缺点是:难以实现宽带化，高频部分电感不易实现。
螺旋滤波器通常用于20%相对带宽低于500MHz、平均功率为100瓦且对插入损耗有一定要求的地方。
电介质滤波器
纹波:滤波器通带中S21曲线的波峰和波谷之差。
电介质滤波器
介质滤波器是一种半集总滤波器，由填充介质的四分之一波长线或半开线实现。其优点是Q值高于LC，可以实现比LC滤波器频率更高的滤波器。其缺点是寄生效应比较接近，需要定制谐振器。
梳状空腔滤波器
叉指滤波器最大的特点是可以实现宽带。如果使用冗余谐振杆，考虑到机械负载可以是线性的，其相对带宽通常可以宽至60%。同时，在K波段，宽带梳状滤波器无法加工，调试螺丝也无法放置，所以这种情况下通常采用叉指结构。叉指结构的寄生通带比梳状结构的寄生通带更近，其寄生通带通常在1.8F0左右，在相同体积下，叉指滤波器比梳状滤波器具有更大的功率容量。
滤波器是无线通信系统中必不可少的关键部件。
滤波器有很多种，各种滤波器有不同的性能特点。因此，在选择过滤器时，通常需要综合考虑客户的实际使用环境和客户的性能要求，才能做出正确、有效、可靠的选择。
当客户对滤波器指标的概念模糊不清时，通常需要向客户询问音量、损耗、带外抑制的频率、抑制程度、功率容量等。根据这些简单的指标要求，基本可以确定过滤器类型。
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