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1、微波滤波器在通信系统中的应用探究［摘要］微波滤波器是现代微波屮继通信、微波卫星通信、电子对抗等系统中必不可少的组成部分。本文对各类微波滤波器的用途和发展过程作了分析；简要叙述了微波滤波技术在卫星通信和无线通信系统中的应用；并指出了微波滤波器的发展趋势。中图分类号:P624.8文献标识码:A文章编号:1009-914X(2014)10-0230-011发展历史1915年，德国科学家K.W.Wagn-er开创了一种以“瓦格纳滤波器”闻名于世的滤波器设计方法，与此同时，在美国，G.A.Canbell则发明了另一种以图像参数法而知名的设计方法。1917年，两国的科学家分别发明了LC滤波器，次
2、年美国第一个多路复用系统面世。从此许多科研人员开始积极地和系统地对采用集总元件电感和电容的滤波器设计理论的研究。随着滤波器设计理论的深入研究、材料领域的不断进步及工作频率的口益升高，滤波器设计由原先的集总参数元件滤波器逐渐扩展到分布参数元件滤波器。1939年，P.D.Rich-temeyer报道了介电滤波器，由于当时材料的温度稳定性不高使用该种滤波器不足以实际应用。20世纪70年代以来，随着陶瓷材料的发展，介电滤波器的应用得到了迅速发展。近年来，小型化的趋势促进了各种类型微带滤波器的发展。20世纪80年代，出现了高临界温度超导材料，被认为极有可能用于设计出极低损耗和极小尺寸的新颖微波
3、滤波器。目前，高温超导滤波器已逐步使用在军事和商业领域。2设计技术及应用2.1螺旋滤波器的应用螺旋滤波器是介于LC滤波器和交指梳线滤波器之间的一种滤波器品种，在VHF和UHF频段，可实现Q值为100以上。它是利用螺旋谐振器的慢波原理，大大缩小了谐振器的体积。螺旋滤波器广泛应用于通侍系统的收发组件中。一个典型的应用于450MHz无线接人系统中的双工器特性为:收发间隔为5MHz,信道带宽为2MHz,插人损耗为2.5dB,收发隔离50dBo2.2波导滤波器波导滤波器是一种无源滤波器，其应用非常广泛，在大功率和高频段的天馈系统尤为突出。波导滤波器是一种选频电路，适用于高功率的系统屮，且滤波器
4、的性能良好，易于与波导天线的馈电装置连接。波导滤波器的主耍功能是插入损耗以及带内波纹很小的前提下，提供足够的阻带选择性与带外抑制。它的适用范围大概在8〜100GHz。波导带通滤波器还应用于很多的微波多工器上，但是它有个最大的缺点是在同频率滤波器中，波导滤波器尺寸明显较大，随肴微波技术的发展，天线系统的复杂，对波导滤波器的需求也越来越大，对其性能和尺寸提出了更好的要求，需要研究人员不断的改进与完善。2.3同轴腔滤波器的应用同轴谐振器腔体滤波器近年來在无线系统中发展迅速，主要应用于800M和1800M及第三代移动通信系统。它是采用工作波长为入/4的正方形或圆柱形同轴谐振腔，可实现Q值在S
5、波段达500以上。同轴腔滤波器的设计有两大难点：使用对称和不対称椭圆函数滤波器，这类函数响应的综合过程卄•常复杂。为满足高端6GHz以上60dB谐波抑制要求，还须设计一种糖葫芦式低通滤波器，并使其一端与滤波器匹配集成。一个PCS接收滤波器（图1）的典型特性为：频率范围：1850-1910MHz,带宽：60MHz,中心频率插损：0.7dB,通带驻波：小于1・2,近带隔离：在DC〜1830MHz和1930MHz〜2500MHz处,大于80dB,近带隔离:在2.5〜6G,大于60dB,体积：250x250x40,工作温度：-0〜+50°C。目前正在研发的3GHz双工器组件，其双工器采用8节
6、不对称椭圆函数同轴滤波器，收发通道间隔190MHz,通带带宽60MHz,互隔离为50dB。为了满足2.2GIIz-12.7GHz范围内50dB的隔离，在两个通道输出端分别增加一个低通滤波器。另外该双工器模块的ANT口还增加了一个双向耦合器以提供电流、功率、驻波告警功能。2.4交指滤波器和梳状滤波器的应用交指滤波器和梳状滤波器广泛应用450M、800M系统及1800M无线通信系统，可实现Q值在S波段达2000以上，工作波长可做到1/8入，特点是成本不高，公差要求低，易于制造。另外，收发信机机架内的滤波器，通常强调其尺寸小型化，结构紧凑，互连方便，也使用交指滤波器和梳状滤波器。以下是应用
7、于S波段点对点微波电视传输系统的一个8,通道梳状多工器（图2）的典型特性：频率范围：2000+8*30MHz,带宽:25MIIz,中心频率插损：2.2dB,通带驻波：小于1・2,相互隔离：大于45dB,体积：250x250x40,工作温度：-20〜+65°C。2.5腔体滤波器腔体滤波器在通信系统中的应用与波导滤波器同样广泛，它的特点在于插入损耗低，一般在ldB以内，阻带的抑制性高、调谐方便，同时承受功率也比较人。其中同轴腔具有电磁屏蔽特性和高Q值、低损耗等
