濾波器是射頻系統(tǒng)中*的關(guān)鍵部件之一,，主要是用來作頻率選擇----讓需要的頻率信號通過而反射不需要的干擾頻率信號,。

經(jīng)典的濾波器應(yīng)用實例是接收機或發(fā)射機前端,，如圖1,、圖2所示：

從圖1中可以看到，濾波器廣泛應(yīng)用在接收機中的射頻、中頻以及基帶部分,。雖然對這數(shù)字技術(shù)的發(fā)展,，采用數(shù)字濾波器有取代基帶部分甚至中頻部分的模擬濾波器，但射頻部分的濾波器任然不可替代,。因此,，濾波器是射頻系統(tǒng)中*的關(guān)鍵性部件之一。

濾波器的分類有很多種方法,。例如：

按頻率選擇的特性可以分為：低通,、高通、帶通,、帶阻濾波器等,；

按實現(xiàn)方式可以分為：LC濾波器、聲表面波/體聲波濾波器,、螺旋濾波器,、介質(zhì)濾波器、腔體濾波器,、高溫超導濾波器,、平面結(jié)構(gòu)濾波器。

按不同的頻率響應(yīng)函數(shù)可以分為：切比雪夫,、廣義切比雪夫,、巴特沃斯、高斯,、貝塞爾函數(shù),、橢圓函數(shù)等,。

對于不同的濾波器分類，主要是從不同的濾波器特性需求來描述濾波器的不同特征,。
 

濾波器的這種眾多分類方法所描述的濾波器不同的眾多特征，集中體現(xiàn)出了實際工程應(yīng)用中對濾波器的需求是需要綜合考量的,，也就是說對于用戶需求來做設(shè)計時，需要綜合考慮用戶需求,。
 

濾波器選擇時,，首先需要確定的就是應(yīng)該使用低通,、高通,、帶通還是帶阻的濾波器。
 

下面首先介紹一下按頻率選擇的特性分類的高通,、低通、帶通以及帶阻的頻率響應(yīng)特性及其作用,。

巴特沃斯切比雪夫帶通濾波器

巴特沃斯切比雪夫高通濾波器

常用的濾波器是低通跟帶通。低通在混頻器部分的鏡像抑制,、頻率源部分的諧波抑制等有廣泛應(yīng)用。帶通在接收機前端信號選擇,、發(fā)射機功放后雜散抑制、頻率源雜散抑制等方面廣泛使用,。

濾波器在微波射頻系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用,，作為一功能性部件，必然有其對應(yīng)的電性能指標用于描述系統(tǒng)對該部件的性能需求。

對應(yīng)不同的應(yīng)用場合,，對濾波器某些電器性能特性有不同的要求,。

描述濾波器電性能技術(shù)指標有：

階數(shù)（級數(shù)）
帶寬/相對帶寬
截止頻率
駐波
帶外抑制
紋波
損耗
通帶平坦度
相位線性度
群時延
群時延波動
功率容量
相位一致性
幅度一致性
工作溫度范圍

下面對濾波器這些電性能指標作逐一解釋。

階數(shù)（級數(shù)）：對于高通和低通濾波器來講,，階數(shù)就是濾波器中電容、電感的個數(shù)總和,。對于帶通濾波器來講,，階數(shù)是并聯(lián)諧振器的總數(shù)；對于帶阻濾波器來講,，階數(shù)是串聯(lián)諧振器與并聯(lián)諧振器的總數(shù)。

帶寬/相對帶寬：該指標通常用于帶通濾波器，表征可以通過濾波器的信號頻率范圍，體現(xiàn)濾波器的頻率選擇,。相對帶寬是帶寬與中心頻率的百分比,。

五階高通濾波器

截止頻率：截止頻率通常用于高通跟低通濾波器,。對于低通濾波器截止表征濾波器高能通過的頻率范圍；對于高通濾波器,，截止頻率表征濾波器低能通過的頻率范圍,。

駐波：即矢網(wǎng)測得的S11,，表示濾波器端口阻抗與系統(tǒng)所需阻抗的匹配程度。表示輸入信號有多少未能進入濾波器而被反射回輸入端。

九階低通濾波器仿真曲線

損耗：損耗表示信號通過濾波器后損失的能量,，也就是濾波器消耗的能量,。

通帶平坦度：濾波器通帶范圍內(nèi)損耗大值與損耗小值之差的值。表征濾波器對不同頻率信號的能量消耗的區(qū)別,。
 

帶外抑制：濾波器通帶頻率范圍以外的“衰減量”。表征濾波器對不需要的頻率信號的選擇能力,。

紋波：濾波器通帶內(nèi)S21曲線起伏的波峰與波谷之間的差值。

相位線性度：濾波器通帶頻率范圍內(nèi)相位與一條與中心頻率時延相等的傳輸線之間的相位差值。表征濾波器的色散特性,。

群時延：濾波器通帶范圍內(nèi)信號從輸入端口傳輸至輸出端口所用的時間。

群時延波動：濾波器通帶范圍內(nèi)群時延大值與小值之差,。表征濾波器的色散特性。

功率容量：可以輸入濾波器的通帶信號的大功率,。

相位一致性：同一指標同一批次不同濾波器之間的傳輸信號相位的差值。表征批次濾波器之間的差別（一致性）,。
 

幅度一致性：同一指標同一批次不同濾波器之間的傳輸信號損耗的差值。表征批次濾波器之間的差別（一致性）,。
 

相位線性度：濾波器通帶頻率范圍內(nèi)相位與一條與中心頻率時延相等的傳輸線之間的相位差值。表征濾波器的色散特性,。
 

群時延：濾波器通帶范圍內(nèi)信號從輸入端口傳輸至輸出端口所用的時間。
 

群時延波動：濾波器通帶范圍內(nèi)群時延大值與小值之差,。表征濾波器的色散特性。
 

功率容量：可以輸入濾波器的通帶信號的大功率,。
 

相位一致性：同一指標同一批次不同濾波器之間的傳輸信號相位的差值。表征批次濾波器之間的差別（一致性）,。
 

幅度一致性：同一指標同一批次不同濾波器之間的傳輸信號損耗的差值,。表征批次濾波器之間的差別（一致性）,。

LC濾波器

聲表面波/體聲波濾波器

聲表采用將電能轉(zhuǎn)換為表面聲波的方式,，利用聲波共振效應(yīng)實現(xiàn)的濾波,。該聲表面波濾波器的特點是體積非常小,，Q值相對LC高,，采用半導體工藝適合批量生產(chǎn),。一只800MHz左右的濾波器體積大概只有一個0805電容大小,。其缺點是功率容量小，不適合小批量定制產(chǎn)品,，研發(fā)周期長,，研發(fā)成本高,。

聲表濾波器通常應(yīng)用在終端消費電子產(chǎn)品中,。

螺旋濾波器

螺旋濾波器：螺旋濾波器是一種半集總參數(shù)的濾波器，其采用放置在空腔內(nèi)的螺旋電感的自諧振來實現(xiàn)諧振器，通過相鄰諧振器的空間磁場實現(xiàn)耦合。

其優(yōu)點是：體積較腔體小,，Q值,、功率容量較LC高。其缺點是：較難實現(xiàn)寬帶,，高頻部分電感不易實現(xiàn)。

螺旋濾波器通常用在500MHz以下20%相對帶寬,，100W平均功率，對插損有一定要求的場合,。

介質(zhì)濾波器

紋波：濾波器通帶內(nèi)S21曲線起伏的波峰與波谷之間的差值。

介質(zhì)濾波器：介質(zhì)濾波器是采用介質(zhì)填充的四分之一波長短路線或者二分之一開路線實現(xiàn)的半集總濾波器。其優(yōu)點是Q值較LC高,，可以實現(xiàn)較LC濾波器頻率高的濾波器。其缺點是寄生較近,，諧振器需要定制,。

梳狀腔體濾波器

交指濾波器大的特點是可以實現(xiàn)寬帶,，如果采用冗余諧振桿,，考慮到機加可是線性，其相對帶寬通?？梢詫掃_60%。同時在K波段時,，寬帶的梳狀濾波器機加基本無法加工并且調(diào)試螺釘無法放置,，因此在該條件下通常采用交指結(jié)構(gòu)。交指結(jié)構(gòu)與梳狀相比其寄生通帶較近,，通常其寄生通帶在1.8F0左右。同體積下,，交指濾波器較梳狀濾波器功率容量大,。

濾波器是無線通訊系統(tǒng)*的關(guān)鍵性部件。

濾波器種類繁多,，各種濾波器具有不同的性能特點，因此在濾波器選擇時,，通常需要綜合考慮客戶的實際使用環(huán)境以及客戶性能需求才能做出正確、有效,、可靠的選擇,。

在客戶對濾波器指標概念比較模糊時,，通常需要詢問客戶體積,、損耗,、帶外需要抑制的頻率以及抑制度、功率容量等,。根據(jù)這幾個簡單的指標要求基本可以判斷出濾波器種類。