什么是帶阻濾波器?大佬帶你細(xì)看帶阻濾波器發(fā)展歷程

對(duì)于濾波器，小編在前兩篇文章中多有闡述。如果你對(duì)切比雪夫?yàn)V波器、高通濾波器、低通濾波器等不太了解，可以翻閱往期相關(guān)文章哦。為增進(jìn)大家對(duì)濾波器的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)濾波器予以介紹。通過(guò)本文，您可以對(duì)帶阻濾波器、帶阻濾波器的發(fā)展歷程有所了解。如果你對(duì)濾波器具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、帶阻濾波器

帶阻濾波器(bandstop filters，簡(jiǎn)稱BSF)是指能通過(guò)大多數(shù)頻率分量、但將某些范圍的頻率分量衰減到極低水平的濾波器，與帶通濾波器的概念相對(duì)。其中點(diǎn)阻濾波器(notch filter)是一種特殊的帶阻濾波器，它的阻帶范圍極小，有著很高的Q值(Q Factor)。

帶阻濾波器，(BSF)是另一種頻率選擇電路，其功能與我們之前看到的帶通濾波器完全相反。帶阻濾波器，也稱為帶阻濾波器，通過(guò)所有頻率，但指定阻帶內(nèi)的頻率大大衰減。

如果此阻帶是在幾赫茲的非常窄且高度衰減的情況下，帶阻濾波器通常被稱為陷波濾波器，因?yàn)樗念l率響應(yīng)表明具有高選擇性的深陷波(陡峭的一側(cè))此外，就像帶通濾波器一樣，帶阻(帶阻或陷波)濾波器是一個(gè)二階(兩極)濾波器，具有兩個(gè)切口 - 而不是一個(gè)扁平的更寬的波段。對(duì)于寬帶帶阻濾波器，濾波器實(shí)際阻帶在其衰減時(shí)位于其低-3dB點(diǎn)和高-3dB點(diǎn)之間，或拒絕這兩個(gè)截止頻率之間的任何頻率。理想的帶阻濾波器在其阻帶中具有無(wú)限衰減，在任一通帶中均具有零衰減。兩個(gè)通帶和阻帶之間的過(guò)渡將是垂直的(磚墻)。有幾種方法我們可以設(shè)計(jì)一個(gè)“帶阻濾波器”，它們都可以達(dá)到同樣的目的。

二、帶阻濾波器發(fā)展歷程

上個(gè)世紀(jì) 60 年代，G.L.Matthaei對(duì)濾波器的設(shè)計(jì)進(jìn)行了比較系統(tǒng)的描述,其中對(duì)帶阻濾波器的設(shè)計(jì)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(zhǎng)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(jì)原理，并給出了適用于所有頻率的帶阻濾波器設(shè)計(jì)公式。

1967 年，E.G.Cristal給出了基于窄帶設(shè)計(jì)的帶阻濾波器設(shè)計(jì)的一般近似公式，簡(jiǎn)化了使用精確設(shè)計(jì)公式的計(jì)算量，便于進(jìn)行窄帶帶阻濾波器的設(shè)計(jì)。至此，帶阻濾波器的設(shè)計(jì)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(guò)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(jì)，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(gè)含有孔縫耦合的諧振腔再耦合到主波導(dǎo)上，在實(shí)際設(shè)計(jì)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(lái)構(gòu)成交叉耦合的傳輸函數(shù)和反射函數(shù)多項(xiàng)式，由導(dǎo)納矩陣和局部分式展開(kāi)方法給出了耦合矩陣的綜合過(guò)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(diǎn)的個(gè)數(shù)等于交叉耦合濾波器的階數(shù)。但是所綜合出來(lái)的濾波器的耦合矩陣在物理結(jié)構(gòu)上不一定是可實(shí)現(xiàn)的，或不是最簡(jiǎn)的，目前國(guó)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(shí)現(xiàn)給定傳輸零點(diǎn)位置的耦合矩陣的簡(jiǎn)化。

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

對(duì)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(duì)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。

以上便是此次小編帶來(lái)的“濾波器”相關(guān)內(nèi)容，通過(guò)本文，希望大家對(duì)帶阻濾波器具備一定的認(rèn)知。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來(lái)更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!