界定滤波器性能的电特性指标
损耗： 损耗：损耗表示信号通过滤波器后损失 带通滤波器仿真S参数曲线 带通滤波器仿真 参数曲线
界定滤波器性能的电特性指标
纹波：滤波器通带内 纹波：滤波器通带内S21曲线起伏的波峰与 曲线起伏的波峰与 波谷之间的差值。 波谷之间的差值。 相位线性度： 相位线性度：滤波器通带频率范围内相位与 一条与中心频率时延相等的传输线之间的相 位差值。表征滤波器的色散特性。 位差值。表征滤波器的色散特性。 绝对群时延： 绝对群时延：滤波器通带范围内信号从输入 端口传输至输出端口所用的时间。 端口传输至输出端口所用的时间。 群时延波动： 群时延波动：滤波器通带范围内绝对群时延 最大值与最小值之差。 最大值与最小值之差。表征滤波器的色散特 性。
界定滤波器性能的电特性指标
滤波器在微波射频系统中广泛应用，作 滤波器在微波射频系统中广泛应用， 为一功能性部件， 为一功能性部件，必然有其对应的电性 能指标用于描述系统对该部件的性能需 求。 对应不同的应用场合， 对应不同的应用场合，对滤波器某些电 器性能特性有不同的要求。 器性能特性有不同的要求。
界定滤波器性能的电特性指标
五阶低通滤波器
五阶高通滤波器
界定滤波器性能的电特性指标
二阶带通滤波器
五阶带阻滤波器
界定滤波器性能的电特性指标
六阶带通滤波器仿真曲线
界定滤波器性能的电特性指标
截止频率： 截止频率：截止频率通常用于高通跟低通 滤波器。 滤波器。对于低通滤波器截止表征滤波器 最高能通过的频率范围；对于高通滤波器， 最高能通过的频率范围；对于高通滤波器， 截止频率表征滤波器最低能通过的频率范 围。 驻波：即矢网测得的S11，表示滤波器端 驻波：即矢网测得的 ， 口阻抗与系统所需阻抗的匹配程度。 口阻抗与系统所需阻抗的匹配程度。表示 输入信号有多少未能进入滤波器而被反射 回输入端。 回输入端。
滤波器的类型
按不同的频率响应函数可以分为：切比 按不同的频率响应函数可以分为： 雪夫、广义切比雪夫、巴特沃斯、高斯、 雪夫、广义切比雪夫、巴特沃斯、高斯、 贝塞尔函数、椭圆函数等。 贝塞尔函数、椭圆函数等。 对于不同的滤波器分类， 对于不同的滤波器分类，主要是从不同 的滤波器特性需求来描述滤波器的不同 特征。 特征。
界定滤波器性能的电特性指标
九阶低通滤波器仿真曲线
界定滤波器性能的电特性指标
损耗： 损耗：损耗表示信号通过滤波器后损失 的能量，也就是滤波器消耗的能量。 的能量，也就是滤波器消耗的能量。 通带平坦度： 通带平坦度：滤波器通带范围内损耗最 大值与损耗最小值之差的绝对值。 大值与损耗最小值之差的绝对值。表征 滤波器对不同频率信号的能量消耗的区 别。 带外抑制： 带外抑制：滤波器通带频率范围以外的 衰减量” “衰减量”。表征滤波器对不需要的频 率信号的选择能力。 率信号的选择能力。
界定滤波器性能的电特性指标
• 工作温度范围：滤波器能按用户需求指标 工作温度范围： 能正常工作的温度范围。 能正常工作的温度范围。表征滤波器的对 温度环境的适应性。 温度环境的适应性。
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
各种滤波器的性能特点
各种不同结构类型的滤波器， 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。 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 合理的选择滤波器的结构， 需求的系统性能。 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。 下面讲述不同结构类型的滤波器的优缺点。
滤波器的类型
滤波器的分类有很多种方法。例如 滤波器的分类有很多种方法。 按频率选择的特性可以分为：低通、 按频率选择的特性可以分为：低通、高 带通、带阻滤波器等； 通、带通、带阻滤波器等； • 按实现方式可以分为：LC滤波器、声 按实现方式可以分为： 滤波器、 表面波/体声波滤波器、螺旋滤波器 表面波/体声波滤波器、 介质滤波器、腔体滤波器、 、介质滤波器、腔体滤波器、高温超 导滤波器、平面结构滤波器 滤波器。 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ滤波器、平面结构滤波器。
各种滤波器的性能特点
螺旋滤波器
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 LC高 总滤波器。其优点是Q值较LC高，可以实现 LC滤波器频率高的滤波器 滤波器频率高的滤波器。 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。 生较近，谐振器需要定制。
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， 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， 现谐振器，通过相邻谐振器的空间磁场实现 耦合。 耦合。 其优点是：体积较腔体小， 值 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 高 其缺点是：较难实现宽带， 电感不易实现。 电感不易实现。 螺旋滤波器通常用在500MHz以下 以下20%相对带 螺旋滤波器通常用在 以下 相对带 平均功率， 宽，100W平均功率，对插损有一定要求的场 平均功率 合。
各种滤波器的性能特点
LC滤波器 滤波器 LC滤波器是采用恰当的电容、电感来构 滤波器是采用恰当的电容、 滤波器是采用恰当的电容 成的滤波器，实际设计中， 滤波器通常可 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。 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 滤波器的优点是： 滤波器的优点是 体积小、成本低、 通带远，但其缺点是相对损耗大， 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， 滤波器中 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， 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 频滤波的电感。因此 滤波器通常只用来设 计制作4GHz以下频率的滤波器。 以下频率的滤波器。 计制作 以下频率的滤波器
各种滤波器的性能特点
LC滤波器 滤波器
各种滤波器的性能特点
声表面波/ 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， 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 用声波共振效应实现的滤波。 波器的特点是体积非常小， 值相对LC LC高 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 800MHz左 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。 0805电容大小 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， 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。 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。 声表滤波器通常应用在终端消费电子产品中。
界定滤波器性能的电特性指标
描述滤波器电性能技术指标有： 描述滤波器电性能技术指标有： • 阶数（级数） 阶数（级数） • 绝对带宽 相对带宽 绝对带宽/相对带宽 • 截止频率 • 驻波 • 带外抑制 • 纹波
界定滤波器性能的电特性指标
• • • • • • • 损耗 通带平坦度 相位线性度 绝对群时延 群时延波动 功率容量 相位一致性
界定滤波器性能的电特性指标
• 幅度一致性 • 工作温度范围
界定滤波器性能的电特性指标
下面对滤波器这些电性能指标作逐一解释。 下面对滤波器这些电性能指标作逐一解释。 阶数（级数）：对于高通和低通滤波器来讲， ）：对于高通和低通滤波器来讲 阶数（级数）：对于高通和低通滤波器来讲， 阶数就是滤波器中电容、电感的个数总和。 阶数就是滤波器中电容、电感的个数总和。 对于带通滤波器来讲， 对于带通滤波器来讲，阶数是并联谐振器的 总数；对于带阻滤波器来讲， 总数；对于带阻滤波器来讲，阶数是串联谐 振器与并联谐振器的总数。 振器与并联谐振器的总数。 绝对带宽/相对带宽 相对带宽： 绝对带宽 相对带宽：该指标通常用于带通 滤波器， 滤波器，表征可以通过滤波器的信号频率范 体现滤波器的频率选择。 围，体现滤波器的频率选择。相对带宽是绝 对带宽与中心频率的百分比。 对带宽与中心频率的百分比。
滤波器的类型
巴特沃斯与切比雪夫低通滤波器
滤波器的类型
巴特沃斯与切比雪夫带通滤波器
滤波器的类型
巴特沃斯与切比雪夫高通滤波器
滤波器的类型
巴特沃斯与切比雪夫带阻滤波器
滤波器的类型
最常用的滤波器是低通跟带通。低通在 最常用的滤波器是低通跟带通。 混频器部分的镜像抑制、 混频器部分的镜像抑制、频率源部分的 谐波抑制等有广泛应用。 谐波抑制等有广泛应用。带通在接收机 前端信号选择、发射机功放后杂散抑制、 前端信号选择、发射机功放后杂散抑制、 频率源杂散抑制等方面广泛使用。 频率源杂散抑制等方面广泛使用。
概要
图1 超外差接收机前段
概要
从图1中可以看到， 从图 中可以看到，滤波器广泛应用在 中可以看到 接收机中的射频、中频以及基带部分。 接收机中的射频、中频以及基带部分。 虽然对这数字技术的发展， 虽然对这数字技术的发展，采用数字滤 波器有取代基带部分甚至中频部分的模 拟滤波器， 拟滤波器，但射频部分的滤波器任然不 可替代。因此，滤波器是射频系统中必 可替代。因此， 不可少的关键性部件之一。 不可少的关键性部件之一。
各种滤波器的性能特点
介质滤波器
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， 之一，在射频系统中的前端有非常广泛的应 其中发射后端（功放后）、 ）、接收前端 用。其中发射后端（功放后）、接收前端 LNA前 （LNA前/后）均为不可为其他类型滤波器替 腔体滤波器可以分为：梳状、交指、 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 导腔、介质腔等。 200MHz~15GHz，带宽30% 30%内的各种指标要求的 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% 800MHz~26GHz， 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。 以内的各种指标要求的滤波器。