跳至內容

微波濾波器

維基百科,自由的百科全書

射頻(RF)和微波濾波器代表一類電子濾波器,旨在對兆赫茲至吉赫茲頻率範圍(中頻極高頻)的信號進行操作的器件。該頻率範圍是大多數廣播電台、電視、無線通信(手機、Wi-Fi等)使用的範圍,因此大多數RF和微波設備需要對發送或接收的信號進行某種濾波。 這種濾波器通常用作雙工器合併或分離多個頻帶的基礎。[1]

過濾功能

[編輯]

常用的四個過濾器功能如下:

過濾技術

[編輯]

通常,大多數RF和微波濾波器通常由一個或多個耦合的諧振器英語Resonator組成。因此,可用於製造諧振器的任何技術也可用於製造濾波器。使用的諧振器的空載品質因子通常會決定濾波器可以實現的選擇性英語Selectivity (electronic)[2]

集總元件LC過濾器

[編輯]

最簡單的諧振器結構是由並聯或串聯電感器和電容器組成的LC電路。其具有非常緊湊的優點,但是諧振器的低品質因子品質因子導致相對較差的性能。

集總元件LC濾波器具有較高和較低的頻率範圍。 隨著頻率變得非常低,在低至kHz至Hz的範圍內,振盪電路中使用的電感器的尺寸變得過大。極低頻濾波器通常需要使用晶體來克服此問題。隨著頻率的升高,進入600 MHz以及更高的範圍後,振盪電路中的電感會因為變得太小而無法實際使用。由於電感器的電抗相對於頻率線性增加,因此在更高的頻率下,要實現相同的電抗,可能需要極低的電感。

平面過濾器

[編輯]

平面傳輸線(如微帶線共面波導和帶狀線)也可以構成良好的諧振器和濾波器,並且在尺寸和性能方面比集總元件濾波器更好。用於製造微帶電路的處理非常類似於印刷電路板的製造工藝。

精密平面濾波器是使用薄膜工藝製造的。 通過對基板使用低損耗正切介電材料(例如石英或藍寶石)和較低電阻的金屬(例如金),可以獲得較高的品質因子。

同軸濾波器

[編輯]

同軸傳輸線比平面傳輸線可以獲得更高的品質因子,因此在需要更高性能時使用。同軸諧振器可以利用高介電常數材料來減小其整體尺寸。

腔體過濾器

[編輯]

腔體過濾仍在 40MHz 到 960MHz 頻率範圍內被官方使用。結構良好的空腔濾波器即使在1兆瓦的功率負載下也具有很高的選擇性。[3] 能提供更高的品質因子,並且可以通過增加濾波器腔體的內部體積來實現頻率相鄰(低至 75kHz)時的性能穩定性。

常規腔式過濾器在尺寸 40MHz 範圍時長度可達 205 厘米,而在 900MHz 範圍時則低至 27.5 厘米。

介電濾波器

[編輯]
1994年Motorola手機的RF介電濾波器

介電濾波器使用各種介電材料來製造諧振器。 與同軸諧振器一樣,可以使用高介電常數材料來減小濾波器的整體尺寸。使用低損耗介電的材料,這可以提供比先前討論的其他技術更高的性能。

參考資料

[編輯]
  1. ^ 存档副本. [2020-07-19]. (原始內容存檔於2022-01-05). 
  2. ^ 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. 
  3. ^ 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]. (原始內容存檔 (PDF)於2009-03-22). 

外部連結

[編輯]