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什么是射频滤波器?为什么它如此重要?


什么是射频滤波器为什么它如此重要?

滤波器对于过滤进入无线电频谱的不需要的信号是必要的。它们与各种电子设备结合使用。然而,它最重要的用途是在射频领域。

格夫赫格

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。它与无线电接收器一起使用,过滤掉其他不必要的频段,只接收正确的频率。RF 滤波器设计用于在从中频到甚高频(即兆赫和千兆赫)的频率范围内轻松运行。由于其工作特点,最常用于广播电台、无线通讯、电视等设备。

一般来说,大多数射频滤波器都是由耦合谐振器组成,其品质因数可以决定射频中的滤波水平。根据无线设备的应用和尺寸,滤波器类型有很多种,即腔体滤波器、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

RF滤波器是一种特殊的电路,可以让正确的信号通过,同时消除不需要的信号。从滤波器拓扑结构来看,射频滤波器有四种基本类型,即高通滤波器、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通过并同时衰减其他信号频率的滤波器。当信号通过带通时,其频率降低由许多因素决定,例如滤波器拓扑、布局和元件质量。此外,滤波器拓扑结构还决定了滤波器从通带到实现最终抑制的过渡速度。

低通滤波器有多种形式。滤波器的主要用途是抑制射频放大器的谐波。此功能很重要,因为它有助于防止来自不同传输频段的不必要的干扰。低通滤波器主要用于音频应用并滤除来自任何外部电路的噪声。高频信号经过滤波后,得到的信号频率具有清晰的品质。

高通滤波器:

与低通滤波器相比,高通滤波器仅允许高频信号通过。事实上,高通滤波器和低通滤波器是非常互补的,因为这两种滤波器可以一起使用来产生带通滤波器。高通滤波器的设计是直接的,并且衰减阈值点以下的频率。

通常,音频系统中使用高通滤波器,通过它过滤所有低频。此外,很多情况下也用于去除小扬声器和低音;这些滤波器专门内置于扬声器中。然而,如果涉及任何 DIY 项目,高通滤波器可以轻松连接到系统。

带通滤波器:

带通滤波器是一种允许两个不同频率的信号通过并衰减不在其可接受范围内的信号的电路。大多数带通滤波器依赖于任何外部电源并利用有源元件,即集成电路和晶体管。这种类型的滤波器称为有源带通滤波器。另一方面,一些带通滤波器不使用外部电源,而是严重依赖无源元件,即电感器和电容器。这些滤波器称为无源带通滤波器。

带通滤波器通常用于无线接收器和发射器。它在发射机中的主要作用是将输出信号的带宽限制到最小,以便能够以所需的速度和形式传输所需的数据。当涉及接收器时,带通滤波器仅允许解码或听到所需数量的频率,同时切断来自不需要的频率的其他信号。

总之,当设计带通滤波器时,它可以轻松地最大化信号质量并最小化信号之间的竞争或干扰。

带阻:

有时也称为带阻滤波器,带阻滤波器是允许大多数频率通过而不改变的滤波器。然而,它会将频率衰减到特定范围以下。其作用与带通滤波器完全相反。基本上,它的功能是将频率从零传递到频率的第一个截止点。在其间,它通过频率第二截止点以上的所有频率。但是,它会拒绝或阻止这两点之间的所有其他频率。

简而言之,滤波器就是借助通带让信号通过的东西。换句话说,滤波器的阻带是任何滤波器抑制某些频率的点。无论是高通、低通还是带通,理想的滤波器都是通带内无损耗的滤波器。然而,实际上并不存在理想的滤波器,因为带通会经历一些频率损失,并且在达到阻带时不可能实现无限抑制。

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,但是什么让它们如此重要?简而言之,射频滤波器可以滤除可能影响任何通信系统的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,最终可能会损害通信过程。

因此,射频滤波器在无线通信系统(即卫星、雷达、移动无线系统等)中发挥着重要作用。当谈到无人机 (UAS) 的操作时,射频滤波器的重要性是显而易见的。缺乏适当的过滤系统会在很多方面影响无人机系统,例如:

由于外部环境因素造成的干扰,可缩小通信范围。此外,大气中大量射频信号的存在可能会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:;密集的 Wi-Fi 信号活动和 UAS 内运行的其他通信系统。

来自其他通信系统的中断将中断UAS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;这增加了 GPS 跟踪出错的可能性。在最坏的情况下,这可能会导致 GPS 信号接收完全丢失。

通过适当的射频滤波器,可以轻松消除外部干扰和相邻通信系统产生的信号干扰。这样可以保持所需信号频率的质量,同时轻松滤除所有不需要的信号频率。

此外,射频滤波器在手机环境中也发挥着至关重要的作用。对于手机来说,它们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,各个频段不会同时共存,这意味着某些频段将被拒绝,即全球导航卫星系统(GNSS)、公共安全、Wi Fi等。这里,射频滤波器通过允许所有频段同时共存而发挥着重要作用。

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,那么您可以探索各种其他选项,其中之一就是在您的设计中添加放大器。从栅极放大器到任何其他射频功率放大器,您都可以将较低的信号频率转换为较高的信号频率;从而提高射频设计的整体性能。

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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需要的规格。

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四川克莱科技有限公司

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发布时间:2022年12月22日