化工情報

[拼音]：weibo lüboqi

[英文]：microwave filter

用來過濾或分離不同微波頻率訊號的元件。微波濾波器分低通、高通、帶通和帶阻四種類型（高通常用寬頻帶的帶通濾波器代替），它們的結構、引數和設計方法因不同的工作頻率、頻頻寬度、功率容量等指標而有顯著差別。

微波濾波器採用分佈引數電路，或集總與分佈引數電路相結合的電路，結構以微波傳輸線、波導為主體(圖a～c)，也可以直接利用金屬諧振腔或介質諧振器(圖d，e)。光學和準光學濾波器的結構也可用於毫米波頻率（圖f，g）。各種結構都可設計成寬頻或窄帶的濾波器。此外，濾波器的結構決定受擊穿強度、溫升等限制的功率容量，只有金屬波導結構才可能承受較高的功率。

微波濾波器輸出端的頻域響應函式(電壓或電流)與輸入端的頻域激勵函式（電壓或電流）之比稱為頻域傳遞函式H（jω）。濾波器的相移為β=arg H（jω）;表示濾波器相位－頻率特性的相時延為Tp＝ω／β，群時延為Tg=dω／dβ；濾波器的衰減A＝20lg│H（jω）│，用分貝表示；衰減－頻率特性（簡稱頻率響應）常採用最平坦型、切比雪夫型和橢圓函式型。

微波濾波器的技術指標包括工作頻率、頻頻寬度、帶內衰減、帶外衰減、時延特性等設計指標；功率容量、溫度穩定性、機械強度及穩定性等結構指標。

微波濾波器的設計法有近似綜合法、準確綜合法和計算機輔助設計等方法。近似綜合法是先根據預期的頻率響應綜合出低通原型，然後應用近似頻率變換得出所需要的微波低通、高通、帶通或帶阻濾波器，再用適當的微波結構來實現。頻率變換是指在衰減相同的條件下低通原型的歸一化頻率與微波濾波器頻率之間的關係。不同的濾波器特性和結構對應不同的近似變換式。

準確綜合法是先引入準確的頻率變換S =Λtgθ，其中θ與濾波器頻率有關，S是變換頻率，Λ是頻寬因子。濾波器結構中長度相等的短截線、開路線和聯接線（通常是1/4中心波長）可分別用S面上的L、C 和單位元件來表示。濾波器的頻率響應也變換成用S表示，然後根據S面上網路綜合的結果，將其中的L、C 和單位元件逆變換成對應的短截線，用微波結構來實現濾波器。準確綜合法僅限於設計等長度短截線濾波器，應用並不普遍。

用近似綜合法和準確綜合法通常的設計都是在理想電路結構的假定下進行的，不易達到預定指標。藉助計算機輔助設計可以計入微波結構中的損耗和不連續性等非理想因素的影響，並能利用最優化方法設計出效能符合預定指標的濾波器。