​什么是带阻滤波器 带阻滤波器的特性和应用

    对于滤波器，Ameya在前两篇文章中多有阐述。如果你对陶瓷滤波器和射频滤波器、电源滤波器等不太了解，可以翻阅往期相关文章。为增进大家对滤波器的认识，Ameya360电子元器件采购网将对带阻滤波器予以介绍。通过本文，您可以对带阻滤波器、带阻滤波器的发展历程有所了解。

    一、带阻滤波器

    带阻滤波器(bandstop filters，简称BSF)是指能通过大多数频率分量、但将某些范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器，与带通滤波器的概念相对。其中点阻滤波器(notch filter)是一种特殊的带阻滤波器，它的阻带范围极小，有着很高的Q值(Q Factor)。

    带阻滤波器，(BSF)是另一种频率选择电路，其功能与我们之前看到的带通滤波器完全相反。带阻滤波器，也称为带阻滤波器，通过所有频率，但指定阻带内的频率大大衰减。

    如果此阻带是在几赫兹的非常窄且高度衰减的情况下，带阻滤波器通常被称为陷波滤波器，因为它的频率响应表明具有高选择性的深陷波(陡峭的一侧)此外，就像带通滤波器一样，带阻(带阻或陷波)滤波器是一个二阶(两极)滤波器，具有两个切口 - 而不是一个扁平的更宽的波段。对于宽带带阻滤波器，滤波器实际阻带在其衰减时位于其低-3dB点和高-3dB点之间，或拒绝这两个截止频率之间的任何频率。理想的带阻滤波器在其阻带中具有无限衰减，在任一通带中均具有零衰减。两个通带和阻带之间的过渡将是垂直的(砖墙)。有几种方法我们可以设计一个“带阻滤波器”，它们都可以达到同样的目的。

    二、带阻滤波器发展历程

    上个世纪 60 年代，G.L.Matthaei对滤波器的设计进行了比较系统的描述,其中对带阻滤波器的设计描述也较为详细，主要是切比雪夫和椭圆函数型,其结构都是由短截线谐振器构成的，谐振器间隔 1/4 波长的奇数倍并沿主波导或主传输线排列。

    1964 年，B.M.Schiffman详细解释了带阻滤波器的一般设计原理，并给出了适用于所有频率的带阻滤波器设计公式。

    1967 年，E.G.Cristal给出了基于窄带设计的带阻滤波器设计的一般近似公式，简化了使用精确设计公式的计算量，便于进行窄带带阻滤波器的设计。至此，带阻滤波器的设计理论已经较为完备。

    到了 70 年代，Atia 和 Williams最早提出了交叉耦合滤波器的通用理论，并提供了一些常用的理论公式。在此基础上，许多人经过不懈的努力，逐步发展出了交叉耦合带阻滤波器的方法。

    1983 年，Jian-Ren.Qian 和 Wei-Chen.Zhuang首先提出将带通滤波器的耦合谐振腔模型进行修改，并应用于带阻滤波器的设计，以得到高性能的带阻滤波器。但是该滤波器的结构比较复杂，是一个含有孔缝耦合的谐振腔再耦合到主波导上，在实际设计中加工难度较高，不利于批量生产加工。

    1999 年 Richard J.Cameron提出了用循环递归的方法来构成交叉耦合的传输函数和反射函数多项式，由导纳矩阵和局部分式展开方法给出了耦合矩阵的综合过程。2000 年，J.R.Motejo-Garai耦合矩阵从 N 维扩展到了 N 阶 N+2 维,即传输零点的个数等于交叉耦合滤波器的阶数。

    但是所综合出来的滤波器的耦合矩阵在物理结构上不一定是可实现的，或不是最简的，目前国际上主要采用矩阵旋转技术和优化技术进行消零，实现给定传输零点位置的耦合矩阵的简化。

    带阻滤波器的可调性也是研究的重要方向，对滤波器的成品率有重要影响。J.L. Lacombe对带阻滤波器在 MIC 中的可调性进行了科学的试验，并设计了一款可以随使用时进行调谐调节的带阻滤波器。G.L.Matthaei中采用带阻滤波器的调谐方法进行了试验，在滤波器的 H 面调谐方式有了很好的结果，并对 E 面的调谐方式也进行了部分探讨。Auffray中则是对带阻滤波器的 E 面调谐进行了试验，得到了相似的结果。Liu, A.Q对带阻滤波器和带通滤波器的调谐也做过类似的研究。

    对带阻滤波器的其他方面进行的研究也很多，如在 2005 年的文献中，Torgow,E.N 和 Collins, G.E对带阻滤波起在高功率方面的应用进行了介绍，表明带阻滤波器在高功率方向将可以得到很大的应用前景。