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滤波器的基础是谐振电路。射频常用滤波器分为四大:低通滤波器(LPF)、高通滤波器(HPF)、带通滤波器(BPF)和带阻滤波器(BEF),都是以通过或者阻断某个频段来加以区分的。

其实,从广义上来说,频率选择特性也就是滤波器最基本的特性,理想的低通滤波器是:

1. 理想低通滤波器幅频图

但是实际上的低通滤波器幅频图是如下的:

2. 实际低通滤波器幅频图

由于理想滤波器是非因果系统,我们能实现的都是因果系统。而且元件数量、电容与电感量受工艺限制、电容电感q值限制、引线的电容电感实际因素影响,于是实际的低通滤波器几乎就是如图2的样子了。

同样,高通滤波器的通带上限是有限制的而不是理想的无限延伸,典型幅频图像如下:

3. 高通滤波器幅频图

带通滤波器可以由低通和高通滤波器组合,也可以由1/4波长谐振腔构成。带通滤波器的典型幅频图像如下:

4. 带通滤波器幅频图

带阻滤波器也被称为陷波器,其阻带的上限和下限也都是有限制的,典型幅频图像如下:


5. 带阻滤波器幅频图

在实际选型中,滤波器常用的技术指标如下:

1. 通带频率范围

这个表示需要滤波器通过的频段,不多说了。

2. 3dB带宽

通带的最小插入损耗点(通带传输特性的最高点)向下移3dB时所能测的通带宽度。这个指标越窄,表明滤波器的过渡带越陡峭,频率过滤性能越佳。

3. 通带插入损耗

由于滤波器的组件的电阻性损耗(如电感、电容、导体和介质的不理想)和滤波器的输入输出端存在反射损耗,即使在通带内,滤波器本身也会带来插入损耗。这个值越小,在通带内对系统影响越小。

4. 带内纹波

表明上述通带插入损耗在通带内的波动范围,带内纹波越低越好,否则会增加过滤波器的不同频率信号的功率起伏。

5. 带外抑制

带外抑制一般用通带外的带外滚降来描述,即规定滤波器通带外每频率下降的分贝数。这个值越大,表示阻带内阻断信号的能力越强。

6. VSWR

一般来讲,VSWR同所有无源器件一样,越低越好。通常滤波器VSWR典型值可以低于1.3

7. 承受功率

对于有大功率要求的系统,需要匹配大功率容量设计的滤波器,否则会被击穿打火。

8. PIM(无源互调)

现代通信系统对无源器件的互调指标提出了比较严格的要求,对于常用的滤波器也是如此,常见的互调指标要求是-153dBc@2×43dBm


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