滤波器基础知识简介.ppt

界定滤波器性能的电特性指标带通滤波器相位线性度仿真曲线第32页,共50页，星期六，2024年，5月各种滤波器的性能特点各种不同结构类型的滤波器，有自身不同的性能特点，这些特点对应着不同的应用场合。合理的选择滤波器的结构，有助于改善不同需求的系统性能。下面讲述不同结构类型的滤波器的优缺点。第33页,共50页，星期六，2024年，5月各种滤波器的性能特点LC滤波器LC滤波器是采用恰当的电容、电感来构成的滤波器，实际设计中，LC滤波器通常可实现低通、带通、高通、带阻滤波器。LC滤波器的优点是：体积小、成本低、寄生通带远，但其缺点是相对损耗大，带外选择性能较差，功率容量小。另外，LC滤波器中电感采用绕制线圈的方式，因此较难实现高频滤波的电感。因此LC滤波器通常只用来设计制作4GHz以下频率的滤波器。第34页,共50页，星期六，2024年，5月各种滤波器的性能特点LC滤波器第35页,共50页，星期六，2024年，5月各种滤波器的性能特点声表面波/体声波滤波器声表采用将电能转换为表面声波的方式，利用声波共振效应实现的滤波。该声表面波滤波器的特点是体积非常小，Q值相对LC高，采用半导体工艺适合批量生产。一只800MHz左右的滤波器体积大概只有一个0805电容大小。其缺点是功率容量小，不适合小批量定制产品，研发周期长，研发成本高。声表滤波器通常应用在终端消费电子产品中。第36页,共50页，星期六，2024年，5月各种滤波器的性能特点螺旋滤波器螺旋滤波器是一种半集总参数的滤波器，其采用放置在空腔内的螺旋电感的自谐振来实现谐振器，通过相邻谐振器的空间磁场实现耦合。其优点是：体积较腔体小，Q值、功率容量较LC高。其缺点是：较难实现宽带，高频部分电感不易实现。螺旋滤波器通常用在500MHz以下20%相对带宽，100W平均功率，对插损有一定要求的场合。第37页,共50页，星期六，2024年，5月各种滤波器的性能特点螺旋滤波器第38页,共50页，星期六，2024年，5月各种滤波器的性能特点介质滤波器介质滤波器是采用介质填充的四分之一波长短路线或者二分之一开路线实现的半集总滤波器。其优点是Q值较LC高，可以实现较LC滤波器频率高的滤波器。其缺点是寄生较近，谐振器需要定制。第39页,共50页，星期六，2024年，5月各种滤波器的性能特点介质滤波器第40页,共50页，星期六，2024年，5月各种滤波器的性能特点腔体滤波器腔体滤波器是滤波器家族中最为重要的类型之一，在射频系统中的前端有非常广泛的应用。其中发射后端（功放后）、接收前端（LNA前/后）均为不可为其他类型滤波器替代。腔体滤波器可以分为：梳状、交指、波导腔、介质腔等。其中梳状结构可实现200MHz~15GHz，带宽30%内的各种指标要求的滤波器；交指可实现800MHz~26GHz，带宽40%以内的各种指标要求的滤波器。第41页,共50页，星期六，2024年，5月各种滤波器的性能特点波导腔常用来实现8GHz~60GHz,相对带宽15%以内的滤波器。介质腔体滤波器通常用来实现2GHz~18GHz,相对带宽0.1%~1.5%以内的各种技术指标的滤波器。梳状腔体滤波器与其他几种腔体滤波器相比最大的优点是可实现相对带宽较宽的远寄生通带特性，同时在相同带宽以及带外抑制的情况下可以做到腔体滤波器中的最小体积。但是梳状腔由于腔体内存在加载电容，因此功率容量较低。第42页,共50页，星期六，2024年，5月各种滤波器的性能特点梳状腔体滤波器第43页,共50页，星期六，2024年，5月各种滤波器的性能特点交指滤波器最大的特点是可以实现宽带，如果采用冗余谐振杆，考虑到机加可是线性，其相对带宽通常可以宽达60%。同时在K波段时，宽带的梳状滤波器机加基本无法加工并且调试螺钉无法放置，因此在该条件下通常采用交指结构。交指结构与梳状相比其寄生通带较近，通常其寄生通带在1.8F0左右。同体积下，交指滤波器较梳状滤波器功率容量大。第44页,共50页，星期六，2024年，5月各种滤波器的性能特点交指双工器第45页,共50页，星期六，2024年，5月各种滤波器的性能特点波导腔滤波器具有高Q、高功率容量等特点，但是波导腔的滤波器一般体积较大，在对损耗要求不是太高的情况下，一般都是使用交指或梳状滤波器来实现。但是对损耗要求较高的窄带滤波器，并且对体积要求不高的条件下，波导腔还是较好的选择之一。一般同等技术指标下，波导腔滤波器的损耗约为交指或者梳状滤波器的一半。此外，波导腔滤波器的功率容量大约比交指、梳状滤波器的功率容量高一个数量级，因此在大功率雷达第46页,共50页，星期六，2024年，5月各种滤波器的性能特点天线馈源