帶阻濾波器概念

　　將輸入電壓同時作用于低通濾波器和高通濾波器，再將兩個電路的輸出電壓求和，就可以得到帶阻濾波器，如下圖所示。其中低通濾波器的截止頻率 應(yīng)小于高通濾波器的截止頻率 ，因此，電路的阻帶為( - )。帶阻濾波器分為腔體帶阻濾波器、LC帶阻濾波器和有源帶阻濾波電路　實用電路常利用無源低通濾波器和高通濾波器并聯(lián)構(gòu)成無源帶阻濾波電路，然后接同相比例運(yùn)算電路，從而得到有源帶阻濾波電路

　　帶阻濾波器發(fā)展進(jìn)程

　　上個世紀(jì) 60 年代，G.L.Matthaei對濾波器的設(shè)計進(jìn)行了比較系統(tǒng)的描述,其中對帶阻濾波器的設(shè)計描述也較為詳細(xì)，主要是切比雪夫和橢圓函數(shù)型,其結(jié)構(gòu)都是由短截線諧振器構(gòu)成的，諧振器間隔 1/4 波長的奇數(shù)倍并沿主波導(dǎo)或主傳輸線排列。

　　1964 年，B.M.Schiffman詳細(xì)解釋了帶阻濾波器的一般設(shè)計原理，并給出了適用于所有頻率的帶阻濾波器設(shè)計公式。

　　1967 年，E.G.Cristal給出了基于窄帶設(shè)計的帶阻濾波器設(shè)計的一般近似公式，簡化了使用精確設(shè)計公式的計算量，便于進(jìn)行窄帶帶阻濾波器的設(shè)計。至此，帶阻濾波器的設(shè)計理論已經(jīng)較為完備。

　　到了 70 年代，Atia 和 Williams最早提出了交叉耦合濾波器的通用理論，并提供了一些常用的理論公式。在此基礎(chǔ)上，許多人經(jīng)過不懈的努力，逐步發(fā)展出了交叉耦合帶阻濾波器的方法。1983 年，Jian-Ren.Qian 和 Wei-Chen.Zhuang首先提出將帶通濾波器的耦合諧振腔模型進(jìn)行修改，并應(yīng)用于帶阻濾波器的設(shè)計，以得到高性能的帶阻濾波器。但是該濾波器的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，是一個含有孔縫耦合的諧振腔再耦合到主波導(dǎo)上，在實際設(shè)計中加工難度較高，不利于批量生產(chǎn)加工。1999 年 Richard J.Cameron提出了用循環(huán)遞歸的方法來構(gòu)成交叉耦合的傳輸函數(shù)和反射函數(shù)多項式，由導(dǎo)納矩陣和局部分式展開方法給出了耦合矩陣的綜合過程。2000 年，J.R.Motejo-Garai耦合矩陣從 N 維擴(kuò)展到了 N 階 N+2 維,即傳輸零點的個數(shù)等于交叉耦合濾波器的階數(shù)。但是所綜合出來的濾波器的耦合矩陣在物理結(jié)構(gòu)上不一定是可實現(xiàn)的，或不是最簡的，目前國際上主要采用矩陣旋轉(zhuǎn)技術(shù)和優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行消零，實現(xiàn)給定傳輸零點位置的耦合矩陣的簡化。

　　帶阻濾波器的可調(diào)性也是研究的重要方向，對濾波器的成品率有重要影響。J.L. Lacombe對帶阻濾波器在 MIC 中的可調(diào)性進(jìn)行了科學(xué)的試驗，并設(shè)計了一款可以隨使用時進(jìn)行調(diào)諧調(diào)節(jié)的帶阻濾波器。G.L.Matthaei中采用帶阻濾波器的調(diào)諧方法進(jìn)行了試驗，在濾波器的 H 面調(diào)諧方式有了很好的結(jié)果，并對 E 面的調(diào)諧方式也進(jìn)行了部分探討。Auffray中則是對帶阻濾波器的 E 面調(diào)諧進(jìn)行了試驗，得到了相似的結(jié)果。Liu, A.Q對帶阻濾波器和帶通濾波器的調(diào)諧也做過類似的研究。

　　對帶阻濾波器的其他方面進(jìn)行的研究也很多，如在 2005 年的文獻(xiàn)中，Torgow,E.N 和 Collins, G.E對帶阻濾波起在高功率方面的應(yīng)用進(jìn)行了介紹，表明帶阻濾波器在高功率方向?qū)⒖梢缘玫胶艽蟮膽?yīng)用前景。

　　帶阻濾波器分類

　　帶阻濾波器一般分為腔體帶阻濾波器和LC帶阻濾波器

　　帶阻濾波器幅頻特性

　　理想帶阻濾波器在阻帶內(nèi)的增益為零。帶阻濾波器的中心頻率f0和抑制帶寬BW之間的關(guān)系為特性式中，Q為品質(zhì)因數(shù),fH為帶阻濾波器的上限頻率，fL為帶阻濾波器的下限頻率，其中fH>fL。帶寬BW越窄,品質(zhì)因數(shù)Q越高。 特性