[分享] 什么是射频滤波器

什么是射频滤波器

RF 滤波器用于通过所需频带内的无线电频率，并阻止无线通信链中不需要或不需要的无线电频率。过滤器可以根据需要采用各种类型。例如，在下面的 RF 上变频链中，根据设计需要采用了用于将 70 MHz IF 输入转换为 6GHz RF 输出的滤波器。

在输入端使用分立元件使用 52-88 MHz 低通滤波器。该信号与 1112.5 MHz 信号一起提供 1182.5 MHz 信号输出和混频器的其他产品。在第一个混频器 BPF（带通滤波器）通过 1182.5MHz 带宽为 36MHz 之后被采用。在第二阶段混合之后，5925 到 6425 MHz 基于微带的并行耦合带通滤波器被合并。

在混频的第一阶段，固定值1112.5MHz的本地振荡器通过基于微带的3-4级发夹RF滤波器可以使用。微带型圆角边耦合带通滤波器用于对4680～5375MHz频率合成器的输出进行滤波。

射频滤波器设计实例

本文介绍了微波和射频滤波器设计的基本步骤。这里提到的例子是基于微带的 LP 滤波器。为了说明 RF 滤波器设计，我们将采用具有以下规格的 RF 低通滤波器：
阻抗：50 Ohm
截止频率 (Fc)：3 GHz
等纹波：0.5dB
抑制：40 dB at 2*Fc

步骤 1：首先确定归一化频率，在本例中为 w/wc，等于 2 (6GHz/3GHz)。根据所需的纹波确定滤波器类型，在这种情况下约为 0.5dB，因此切比雪夫类型的滤波器将是理想的选择。

现在基于归一化频率 (2) 和衰减 (40dB) 并使用滤波器响应曲线（具有 0.5 dB 纹波的切比塞夫 LPF），确定设计所需的滤波器阶数 (N)。滤波器响应将在 X 轴上具有归一化频率，在 Y 轴上具有衰减。针对这两者绘制了不同的滤波器阶数。从 40dB 和 2 的归一化频率这样做，我们从我们的 rf 滤波器设计曲线中得到值为 5 的滤波器阶数。

基于滤波器阶数 N（此处为 5）并使用上文针对 0.5dB 纹波的 Chebysev LPF 的滤波器系数表，我们将确定滤波器系数，即 g1=1.7058,g2=1.2296,g3=2.5408,g4=1.2296,g5= 1.7058,g6=1。上图提到了滤波器不同阶数的 0.5dB 纹波的低通切比塞夫滤波器系数。下图提到了使用离散 L 和 C 组件的 N 阶 LPF。

第二步：现在用理查德变换，用短路线代替电感，用开路线代替电容。线的长度应为λ/8。下面的图 4 是在图 4 中的分立电路中应用理查变换后得到的射频滤波器设计。

第 3 步：现在将所有串联的短路短截线转换为并联连接的开路短截线。这可以通过使用 Kudora 的身份来实现。这在下面的图 6-9 中进行了描述。为了应用 Kudora 的身份单元元素，在需要的地方引入了电路，如下图所示。

在图 6 中，单位元素被插入到输入和输出中，而不改变其余元素。现在 Z1 和 Z5 从开路并联元件转换为短路串联元件。

现在在源和目标处插入了另外两个单元元素。并使用 Kudora 的恒等式 z1、z2、z4 和 z5 元件从 SC 系列元件转换为 OC 并联元件

相同的射频滤波器设计使用射频/微波设计软件（例如 Agilent EESoF 或 ADS 或 AWR 的微波办公室）中的内置微带线元件进行合并。

第四步：下面是根据本文开头提到的规范，将射频滤波器实现为微带。

第 5 步：图 10 中提到的微带布局根据上述工作频率蚀刻在相应的电介质上，并使用标量网络分析仪 (SNA) 使用连接器进行测试。

结论

相同的方法必须用于带通和高通 RF 滤波器设计。唯一需要注意的是使用归一化频率与衰减曲线选择滤波器阶数 N。基于此 N 阶，必须从具有所需纹波的表中导出适当的滤波器系数。

介绍的好详细。