《電子技術(shù)應(yīng)用》
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什么是介質(zhì)濾波器

2020-03-25
來(lái)源:電源網(wǎng)

    電路的正常運(yùn)行離不開(kāi)各個(gè)元器件的配合,,說(shuō)到介質(zhì)介質(zhì)濾波器,很多人感到陌生,,那么我們通過(guò)本文把關(guān)于介質(zhì)濾波器相關(guān)知識(shí)帶進(jìn)您的腦海里,下次不要孤陋寡聞了?介質(zhì)濾波器是一種采用介質(zhì)諧振腔經(jīng)過(guò)多級(jí)耦合而取得選頻作用的微波濾波器,。進(jìn)入21世紀(jì)后,,介質(zhì)濾波器經(jīng)過(guò)理論和實(shí)踐方面的長(zhǎng)期積累,逐漸從實(shí)驗(yàn)室走向生產(chǎn)線(xiàn),。

    

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    由于介質(zhì)濾波器具有小型化,、低損耗和溫度特性好等優(yōu)點(diǎn),所以在移動(dòng)通信和微波通信等系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用,。其特點(diǎn)是插入損耗小,、耐功率性好、帶寬窄,,特別適合CT1,,CT2,900MHz,,1.8GHz,,2.4GHz,5.8GHz,,5G,,便攜電話(huà)、汽車(chē)電話(huà),、無(wú)線(xiàn)耳機(jī),、無(wú)線(xiàn)麥克風(fēng)、無(wú)線(xiàn)電臺(tái),、無(wú)繩電話(huà)以及一體化收發(fā)雙工器等的級(jí)向耦合濾波,。

    介質(zhì)濾波器的表面覆蓋著切向電場(chǎng)為零的金屬層,電磁波被限制在介質(zhì)內(nèi),,形成駐波振蕩,,其幾何尺寸約為波導(dǎo)波長(zhǎng)的一半。材料一般采用相對(duì)介電常數(shù)為60~80之間的陶瓷,,實(shí)際應(yīng)用于無(wú)線(xiàn)通信中的介質(zhì)陶瓷濾波器尺寸在厘米級(jí),。

    介質(zhì)濾波器的主要優(yōu)點(diǎn)是功率容量大,插入損耗低,,但存在兩大缺點(diǎn):第一,,體積較大,在厘米量級(jí),,與集成電路相比占用了系統(tǒng)很大的體積;第二,,介質(zhì)濾波器一般是分立器件,無(wú)法與信號(hào)處理電路進(jìn)行集成,,而且由濾波器到信號(hào)處理芯片需要經(jīng)過(guò)一條不可忽略的傳輸線(xiàn),,必須進(jìn)行阻抗匹配,,不但結(jié)構(gòu)復(fù)雜而且造成一定的信號(hào)衰減。

    工作原理

    介質(zhì)濾波器是由若干個(gè)介質(zhì)諧振器耦合而成的,。金屬空腔諧振器的主要損耗來(lái)自導(dǎo)體的損耗,,介質(zhì)濾波器用介質(zhì)(如微波陶瓷)取代金屬導(dǎo)體,能夠把電磁場(chǎng)限制于諧振腔之內(nèi),,因此具有較高的Q值,。

    根據(jù)電磁波的傳播特性,當(dāng)電磁波從高介電常數(shù)的介質(zhì)進(jìn)入低介電常數(shù)的介質(zhì)時(shí),,會(huì)在介質(zhì)分界面上發(fā)生發(fā)射和折射,。當(dāng)入射角大于或等于臨界角時(shí),電磁波將會(huì)發(fā)生全反射,。介質(zhì)的介電常數(shù)越高,,臨界角越小,全反射現(xiàn)象就越容易發(fā)生.在介質(zhì)表面也就越容易形成磁壁,。由磁壁圍成的介質(zhì)塊構(gòu)成介質(zhì)諧振器,。這種由高介電常數(shù)、低損耗介質(zhì)材料所形成的微波諧振器,,其電磁場(chǎng)能量基本上都集中在諧振腔內(nèi),,輻射損耗非常小。

    介質(zhì)本身的損耗決定諧振器的Q值,,即Q=1/tanδ,。一些常用介質(zhì)材料的損耗角正切值通常為0.0001~0.0002,其Q值可達(dá)500~10 000,。正是因?yàn)榻橘|(zhì)的品質(zhì)因數(shù)很高,,電磁能量絕大部分集中在介質(zhì)諧振器之內(nèi),所以電磁振蕩極易維持下去,。因此,,介質(zhì)諧振器可以作為濾波器使用。目前,,陶瓷介質(zhì)材料的相對(duì)介電常數(shù)約為39,,最大可以做到90以上。因此,,使用介質(zhì)材料作諧振器,,可以大大縮減濾波器的體積和質(zhì)量,并且不會(huì)降低濾波器的性能,。以上就是介質(zhì)濾波器的一些工作原理,,如何讓電子產(chǎn)品高效地工作需要設(shè)計(jì)者的不但創(chuàng)新。

    

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