什么是微波滤波器?

[拼音]：weibo lüboqi

[外文]：microwave filter

用来过滤或分离不同微波频率信号的元件。微波滤波器分低通、高通、带通和带阻四种类型（高通常用宽频带的带通滤波器代替），它们的结构、参数和设计方法因不同的工作频率、频带宽度、功率容量等指标而有显著差别。

微波滤波器采用分布参数电路，或集总与分布参数电路相结合的电路，结构以微波传输线、波导为主体(图a～c)，也可以直接利用金属谐振腔或介质谐振器(图d，e)。光学和准光学滤波器的结构也可用于毫米波频率（图f，g）。各种结构都可设计成宽带或窄带的滤波器。此外，滤波器的结构决定受击穿强度、温升等限制的功率容量，只有金属波导结构才可能承受较高的功率。

微波滤波器输出端的频域响应函数(电压或电流)与输入端的频域激励函数（电压或电流）之比称为频域传递函数H（jω）。滤波器的相移为β=arg H（jω）;表示滤波器相位－频率特性的相时延为Tp＝ω／β，群时延为Tg=dω／dβ；滤波器的衰减A＝20lg│H（jω）│，用分贝表示；衰减－频率特性（简称频率响应）常采用最平坦型、切比雪夫型和椭圆函数型。

微波滤波器的技术指标包括工作频率、频带宽度、带内衰减、带外衰减、时延特性等设计指标；功率容量、温度稳定性、机械强度及稳定性等结构指标。

微波滤波器的设计法有近似综合法、准确综合法和计算机辅助设计等方法。近似综合法是先根据预期的频率响应综合出低通原型，然后应用近似频率变换得出所需要的微波低通、高通、带通或带阻滤波器，再用适当的微波结构来实现。频率变换是指在衰减相同的条件下低通原型的归一化频率与微波滤波器频率之间的关系。不同的滤波器特性和结构对应不同的近似变换式。

准确综合法是先引入准确的频率变换S =Λtgθ，其中θ与滤波器频率有关，S是变换频率，Λ是带宽因子。滤波器结构中长度相等的短截线、开路线和联接线（通常是1/4中心波长）可分别用S面上的L、C 和单位元件来表示。滤波器的频率响应也变换成用S表示，然后根据S面上网络综合的结果，将其中的L、C 和单位元件逆变换成对应的短截线，用微波结构来实现滤波器。准确综合法仅限于设计等长度短截线滤波器，应用并不普遍。

用近似综合法和准确综合法通常的设计都是在理想电路结构的假定下进行的，不易达到预定指标。借助计算机辅助设计可以计入微波结构中的损耗和不连续性等非理想因素的影响，并能利用最优化方法设计出性能符合预定指标的滤波器。