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什麼是射頻濾波器?為什麼它如此重要?


什麼是射頻濾波器為什麼它如此重要?

濾波器是濾除進入無線電頻譜的干擾訊號的必需品。它們與各種電子設備配合使用。然而,其最重要的用途是在射頻領域。

格夫克格

什麼是射頻濾波器

射頻濾波器是無線技術的重要組成部分。它與無線電接收器配合使用,用於濾除其他不必要的頻段,僅接收正確的頻率。射頻濾波器的設計使其能夠在中頻至極高頻(即兆赫茲和千兆赫茲)的頻率範圍內輕鬆工作。由於其工作特性,它最常用於廣播電台、無線通訊、電視和其他設備。

通常,大多數射頻濾波器由耦合諧振器組成,其品質因數可決定射頻中的濾波水平。根據無線設備的應用和尺寸,濾波器類型有很多,即腔體濾波器、平面濾波器、電聲濾波器、介質濾波器、同軸濾波器(獨立於同軸電纜)等。

射頻濾波器的基本類型

射頻濾波器是一種特殊電路,允許正確訊號通過,同時消除不需要的訊號。就濾波器拓撲而言,射頻濾波器有四種基本類型:高通濾波器、低通濾波器、帶通濾波器和帶阻濾波器。

低通濾波器:

顧名思義,低通濾波器是一種僅允許低頻通過並同時衰減其他訊號頻率的濾波器。當訊號通過帶通濾波器時,其頻率的降低由許多因素決定,例如濾波器拓撲結構、佈局和元件品質。此外,濾波器拓撲結構也決定了濾波器從通帶過渡到最終抑制的過渡速度。

低通濾波器有多種形式。濾波器的主要應用是抑制射頻放大器的諧波。此功能非常重要,因為它有助於防止來自不同傳輸頻段的不必要幹擾。低通濾波器主要用於音訊應用,可以濾除來自外部電路的雜訊。高頻訊號經濾波後,所獲得的訊號頻率具有清晰的音質。

高通濾波器:

與低通濾波器相比,高通濾波器僅允許高頻訊號通過。實際上,高通濾波器和低通濾波器非常互補,因為兩個濾波器可以一起使用來產生帶通濾波器。高通濾波器的設計比較直接,會衰減閾值點以下的頻率。

高通濾波器通常用於音訊系統,用於濾除所有低頻。此外,它還經常用於濾除小型揚聲器和低音;這些濾波器專門內建於揚聲器中。但是,如果涉及任何 DIY 項目,高通濾波器可以輕鬆連接到系統。

帶通濾波器:

帶通濾波器是一種允許兩個不同頻率的訊號通過並衰減超出其可接受範圍的訊號的電路。大多數帶通濾波器依賴外部電源,並使用主動元件,即集成電路和電晶體。這種濾波器稱為有源帶通濾波器。另一方面,有些帶通濾波器不使用外部電源,而是主要依賴被動元件,即電感器和電容器。這類濾波器稱為被動帶通濾波器。

帶通濾波器通常用於無線接收器和發射器。它在發射器中的主要作用是將輸出訊號的頻寬限製到最小值,以便以所需的速度和形式傳輸所需的資料。當接收器參與時,帶通濾波器僅允許解碼或接收所需數量的頻率,同時濾除其他不必要的頻率訊號。

總之,設計帶通濾波器時,可以輕鬆地最大化訊號質量,並最小化訊號之間的競爭或乾擾。

頻段拒絕:

帶阻濾波器有時也稱為帶阻濾波器,它允許大多數頻率通過而不改變。然而,它會衰減特定範圍以下的頻率。它的功能與帶通濾波器完全相反。基本上,它的功能是讓從零到該頻率第一個截止點之間的所有頻率通過。在這兩者之間,它允許所有高於該頻率第二個截止點的頻率通過。然而,它會拒絕或阻斷這兩點之間的所有其他頻率。

簡而言之,濾波器是藉助通帶允許訊號通過的裝置。換句話說,濾波器的阻帶是指任何濾波器都會抑制某些頻率的點。無論是高通、低通或帶通,理想的濾波器都是在通帶中沒有損耗的濾波器。然而,現實中並不存在理想的濾波器,因為帶通濾波器會經歷一些頻率損耗,而且當達到阻帶時,就不可能達到無限的抑制。

為什麼射頻濾波器如此重要?

射頻濾波器用於對訊號頻率進行分類,但為什麼它們如此重要?簡而言之,射頻濾波器可以濾除可能影響任何通訊系統品質或性能的噪聲,或減少外部訊號的干擾。缺乏合適的射頻濾波器可能會損害訊號頻率的傳輸,並最終損害通訊過程。

因此,射頻濾波器在無線通訊系統(例如衛星、雷達、行動無線系統等)中發揮重要作用。在無人機 (UAS) 的運作中,射頻濾波器的重要性不言而喻。缺乏適當的濾波系統會在許多方面影響無人機系統,例如:

外部環境因素造成的干擾可能會導致通訊範圍縮小。此外,大氣中大量的射頻訊號可能會對無人機通訊系統造成嚴重損害。來自其他平台的惡意訊號包括但不限於:密集的Wi-Fi訊號活動以及無人機系統內部運作的其他通訊系統。

其他通訊系統的干擾將會中斷 UAS 通訊頻道,從而減少或限制此類系統的通訊範圍。

幹擾也會影響無人機系統的GPS訊號接收,增加GPS追蹤出錯的可能性。在最壞的情況下,可能會導致GPS訊號完全遺失。

使用合適的射頻濾波器可以輕鬆消除外部幹擾以及相鄰通訊系統產生的訊號幹擾。這既能保持所需訊號頻率的質量,又能輕鬆濾除所有不需要的訊號頻率。

此外,射頻濾波器在手機環境中也發揮著至關重要的作用。對於手機來說,它們需要一定數量的頻段才能正常運作。由於缺乏合適的射頻濾波器,各種頻段將無法同時共存,這意味著某些頻段將被拒絕,例如全球導航衛星系統 (GNSS)、公共安全、Wi-Fi 等。在這裡,射頻濾波器發揮重要作用,允許所有頻段同時共存。

一般來說,濾波器重量輕,有助於提升訊號頻率的性能。如果射頻濾波器未能提供所需的性能,那麼您可以探索各種其他選擇,其中之一就是在設計中添加放大器。從閘極放大器到任何其他射頻功率放大器,您都可以將較低的訊號頻率轉換為更高的訊號頻率;從而提升射頻設計的整體性能。

四川建聯微波提供豐富的窄頻和寬頻配置選擇,頻率範圍涵蓋0.5至50 GHz。它們設計用於在50歐姆傳輸系統中處理10至30瓦的輸入功率。採用微帶線或帶狀線設計,並經過最佳化以實現最佳性能。

我們也可以根據您的要求客製化射頻濾波器。您可以進入自訂頁面,提供所需的規格。

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四川建聯微波技術有限公司

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發佈時間:2022年12月22日