微波濾波器
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（中頻和極高頻）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。[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]
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]
- ^ 存档副本. [2020-07-19]. （原始內容存檔於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]. （原始內容存檔 (PDF)於2009-03-22）.