一文详解射频滤波器

在通讯设置装备摆设中，射频信号处置惩罚单位卖力信号的发送与吸收，包罗射频收发器、天线、射频前端等。此中，射频前端由一系列组件组成，包罗功率放大器（PA）、滤波器（Filters）、开关（Switch）、双工器（Diplexer/Duplexer，由 2个滤波器构成、低噪声放大器（LNA） 等，分别对应差别的射频信号处置惩罚功效。今日我们就一路来聊聊射频滤波器。

（一）界说

在射频/微波体系中通常必要把信号频谱中有效的几个频率信号分散出来而滤除无用的其他频率信号，完成这一功效的设置装备摆设称为滤波器。射频/微波滤波器是指在通带范畴在射频与微波频段的滤波器。

在无线通讯体系中，滤波器是一种要害的射频部件。

滤去镜频滋扰、衰减噪声，频分复用

用于高性能的振荡、放大、倍频、混频电路

有用的宽频带阻抗立室网络和耦合布局

（二）分类

通常采纳事情衰减LA来形貌滤波器的幅值特性。

1.按衰减特性

低通滤波器许可低频信号以很小的衰减量从输入端口授输到输出端口，当信号频率凌驾特点的停止频率后，信号的衰减量将急剧增大，从而使输出端口的信号幅度降落

高通滤波器的特性恰恰相反，当信号频率凌驾特定的停止频率后，信号则以很小的衰减量从输入端口授输到输出端口。

带通和带阻滤波器由特定的下边频和上边频分别出确定的频带，在这个频带内，信号衰减器相对付其他频段有低（带通）大概高（带阻）的衰减量。

2. 按布局分别

有源滤波器利用调谐电子设置装备摆设，波器设计为具有预定的频率相干的传输相应，重要用于衰减频谱中大概存在不良信号重量、滋扰或噪声的部门。

无源滤波器由无源布局和元件构成，比方电阻器、电容器、电感器、谐振器、衰减器等。

射频数字滤波器，它们利用数字硬件对数字化信号举行信号调治功效，比方专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）或数字信号处置惩罚器（DSP）。

最常用的滤波器是低通滤波器和带通滤波器。

低通滤波器在混频器部门的镜像按捺、频率源部门的谐波按捺等有遍及应用。

带通滤波器在吸收机前端信号选择、放射机功放后杂散按捺、频率源杂散按捺等方面遍及利用。

（三）技能指标

阶数（级数）

对付高通和低通滤波器来讲，阶数便是滤波器中电容、电感的个数总和。对付带通滤波器来讲，阶数是并联谐振器的总数；对付带阻滤波器来讲，阶数是串联谐振器与并联谐振器的总数。

肯定带宽 / 相对带宽

该指标通常用于带通滤波器，表征可以通过滤波器的信号频率范畴，表现滤波器的频率选择。相对带宽是肯定带宽与中间频率的百分比。

停止频率

通常用于高通跟低通滤波器。对付低通滤波器停止表征滤波器最高能通过的频率范畴；对付高通滤波器，停止频率表征滤波器最低能通过的频率范畴。

驻波

即矢网测得的 S11，表现滤波器端口阻抗与体系所需阻抗的立室水平。表现输入信号有几多未能进入滤波器而被反射回输入端。

带外按捺

滤波器通带频率范畴以外的“衰减量”。表征滤波器对不必要的频率信号的选择本领。

纹波

滤波器通带内 S21 曲线升沉的波峰与波谷之间的差值。

消耗

表现信号通过滤波器后丧失的能量，也便是滤波器斲丧的能量。

通带平展度

滤波器通带范畴内消耗最大值与消耗最小值之差的肯定值。表征滤波器对差别频率信号的能量斲丧的区别。

相位线性度

滤波器通带频率范畴内相位与一条与中间频率时延相称的传输线之间的相位差值。表征滤波器的色散特性。

肯定群时延

滤波器通带范畴内信号从输入端口授输至输出端口所用的时间。

功率容量

可以输入滤波器的通带信号的最大功率。

相位同等性

统一指标统一批次差别滤波器之间的传输信号相位的差值。表征批次滤波器之间的差异（同等性）。

幅度同等性

统一指标统一批次差别滤波器之间的传输信号消耗的差值。表征批次滤波器之间的差异（同等性）。

事情温度

滤波器设计的事情温度范畴。

（四）应用

射频滤波器是实现频段过滤的专用器件，它可以使信号中特定的频率身分通过，而极大地衰减或按捺其他频率身分，实现射频信号的滤波、共存、双工、聚合等功效。

从应用上看，滤波器遍及应用于手机、平板电脑、智能家居、汽车、生物医学范畴，市场庞大；滤波器也可在GPS导航、电子反抗等军用范畴有紧张应用，可以说它是关乎国度信息宁静的紧张一环。

（五）Pasternack

Pasternack 射频滤波器是无源同轴元件，重要包罗三种根本范例：即带通滤波器、低通滤波器及高通滤波器。

带SMA毗连器

频率范畴很宽，DC~5.9GHz

插入消耗极低，从0.75dB到1.5dB

采纳梳形线的设计方法组成

有良好的电压驻波比和长期耐用的性能