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什么是射频滤波器?它为什么如此重要?


什么是射频滤波器它为什么如此重要?

滤波器对于滤除进入无线电频谱的有害信号至关重要。它们与各种电子设备配合使用。然而,其最重要的用途是在射频领域。

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什么是射频滤波器

射频滤波器是无线技术的重要组成部分。它与无线电接收器配合使用,滤除其他不必要的频段,只接收正确的频率。射频滤波器设计用于在中频到极高频(例如兆赫兹和吉赫兹)的频率范围内轻松工作。由于其工作特性,它最常用于广播电台、无线通信、电视和其他设备中。

通常,大多数射频滤波器由耦合谐振器组成,其品质因数决定了射频滤波效果。根据无线设备的应用和尺寸,滤波器类型多种多样,例如腔体滤波器、平面滤波器、电声滤波器、介质滤波器、同轴滤波器(独立于同轴电缆)等。

射频滤波器的基本类型

射频滤波器是一种特殊的电路,它允许正确的信号通过,同时滤除不需要的信号。就滤波器拓扑结构而言,射频滤波器主要有四种类型:高通滤波器、低通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。

低通滤波器:

顾名思义,低通滤波器是一种只允许低频信号通过,同时衰减其他频率信号的滤波器。当信号通过带通滤波器时,其频率衰减程度取决于多种因素,例如滤波器的拓扑结构、布局和元件质量。此外,滤波器的拓扑结构还决定了滤波器从通带到最终抑制的过渡速度。

低通滤波器有多种形式。其主要用途是抑制射频放大器的谐波。这一特性至关重要,因为它有助于防止来自不同传输频段的不必要干扰。低通滤波器主要用于音频应用,滤除来自外部电路的噪声。高频信号经过滤波后,得到的信号频率质量更加清晰。

高通滤波器:

与低通滤波器不同,高通滤波器只允许高频信号通过。事实上,高通滤波器和低通滤波器是很好的互补电路,因为两者可以结合使用,构成带通滤波器。高通滤波器的设计原理很简单,它会衰减低于阈值频率的信号。

通常,音频系统中会使用高通滤波器,用于滤除所有低频信号。此外,在许多情况下,它也用于消除小型扬声器和低音;这些滤波器通常内置于扬声器中。但是,如果是DIY项目,也可以很方便地将高通滤波器连接到系统中。

带通滤波器:

带通滤波器是一种电路,它允许两种不同频率的信号通过,并衰减超出其允许范围的信号。大多数带通滤波器需要外部电源,并使用有源元件,例如集成电路和晶体管。这类滤波器称为有源带通滤波器。另一方面,有些带通滤波器不需要外部电源,主要依靠无源元件,例如电感器和电容器。这些滤波器称为无源带通滤波器。

带通滤波器常用于无线接收机和发射机中。在发射机中,其主要功能是将输出信号的带宽限制在最小值,从而确保所需数据能够以所需的速度和格式传输。在接收机中,带通滤波器只允许解码或接收所需频率的信号,同时滤除其他不需要的频率信号。

总之,设计带通滤波器时,可以很容易地最大限度地提高信号质量,并最大限度地减少信号之间的竞争或干扰。

乐队拒绝:

带阻滤波器有时也称为带阻滤波器,它是一种允许大部分频率信号通过而不改变其特性的滤波器。然而,它会衰减低于特定频率范围的信号。它的功能与带通滤波器完全相反。简而言之,它允许频率从零到第一个截止频率范围内的信号通过。在第一个截止频率范围内,它允许所有高于第二个截止频率的频率通过。但是,它会抑制或阻挡这两个截止频率之间的所有其他频率。

简而言之,滤波器是一种允许信号通过的装置,其通带即为信号通道。换句话说,滤波器的阻带是指滤波器会抑制某些频率的信号。无论是高通滤波器、低通滤波器还是带通滤波器,理想滤波器都是在通带内无损耗的滤波器。然而,实际上并不存在理想滤波器,因为带通滤波器会存在一定的频率损耗,而且在达到阻带时也不可能实现完全抑制。

为什么射频滤波器如此重要?

射频滤波器用于对信号频率进行分类,但它们为何如此重要?简而言之,射频滤波器可以滤除可能影响通信系统质量或性能的噪声,或减少外部信号的干扰。缺乏合适的射频滤波器可能会损害信号频率的传输,最终可能破坏通信过程。

因此,射频滤波器在无线通信系统(例如卫星、雷达、移动无线系统等)中发挥着重要作用。对于无人机(UAS)的运行而言,射频滤波器的重要性显而易见。缺乏合适的滤波系统会从多方面影响无人机,例如:

通信范围可能因外部环境因素造成的干扰而缩小。此外,大气中大量射频信号的存在也可能对无人机通信系统造成严重损害。来自其他平台的恶意信号包括但不限于:无人机系统内部高强度的Wi-Fi信号活动和其他通信系统。

其他通信系统的干扰会中断无人机系统的通信信道,从而减少或限制此类系统的通信范围。

干扰也会影响无人机的GPS信号接收;这会增加GPS跟踪出错的可能性。最坏的情况下,这可能导致GPS信号完全丢失。

使用合适的射频滤波器,可以轻松消除外部干扰和相邻通信系统产生的信号干扰。这样既能保持所需信号频率的质量,又能轻松滤除所有不需要的信号频率。

此外,射频滤波器在移动电话环境中也扮演着至关重要的角色。移动电话需要一定数量的频段才能正常工作。由于缺乏合适的射频滤波器,各种频段无法同时共存,这意味着某些频段会被屏蔽,例如全球导航卫星系统(GNSS)、公共安全、Wi-Fi 等。射频滤波器的作用就在于允许所有频段同时存在。

一般来说,滤波器重量轻,有助于提高信号频率的性能。如果射频滤波器无法提供所需的性能,您可以探索其他多种方案,其中之一是在设计中添加放大器。从栅极放大器到任何其他射频功率放大器,您都可以将低信号频率转换为高信号频率,从而提高射频设计的整体性能。

四川健狮微波提供多种窄带和宽带配置的微波产品,频率范围从0.5GHz到50GHz。这些产品设计用于在50欧姆传输系统中承受10瓦到30瓦的输入功率。产品采用微带线或带状线设计,并经过优化以实现最佳性能。

我们还可以根据您的要求定制射频滤波器。您可以进入定制页面,提供您所需的规格参数。

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发布时间:2022年12月22日