帶阻濾波器

帶阻濾波器（bandstop filters，簡稱BSF）是指能通過大多數頻率分量、但將某些範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。其中點阻濾波器（notch filter）是一種特殊的帶阻濾波器，它的阻帶範圍極小，有著很高的Q值（Q Factor）。

基本介紹

• 中文名：帶阻濾波器
• 外文名：bandstop filters
• 特點：它的阻帶範圍極小
• 分為：腔體帶阻濾波器和LC帶阻濾波器
• 性質：電子器件

概念

將輸入電壓同時作用於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 應小於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並聯構成無源帶阻濾波電路，然後接同相比例運算電路，從而得到有源帶阻濾波電路

發展進程

上個世紀 60 年代，G.L.Matthaei對濾波器的設計進行了比較系統的描述,其中對帶阻濾波器的設計描述也較為詳細，主要是切比雪夫和橢圓函式型,其結構都是由短截線諧振器構成的，諧振器間隔 1/4 波長的奇數倍並沿主波導或主傳輸線排列。

1964 年，B.M.Schiffman詳細解釋了帶阻濾波器的一般設計原理，並給出了適用於所有頻率的帶阻濾波器設計公式。

1967 年，E.G.Cristal給出了基於窄帶設計的帶阻濾波器設計的一般近似公式，簡化了使用精確設計公式的計算量，便於進行窄帶帶阻濾波器的設計。至此，帶阻濾波器的設計理論已經較為完備。

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，並提供了一些常用的理論公式。在此基礎上，許多人經過不懈的努力，逐步發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行修改，並套用於帶阻濾波器的設計，以得到高性能的帶阻濾波器。但是該濾波器的結構比較複雜，是一個含有孔縫耦合的諧振腔再耦合到主波導上，在實際設計中加工難度較高，不利於批量生產加工。1999 年 Richard J.Cameron提出了用循環遞歸的方法來構成交叉耦合的傳輸函式和反射函式多項式，由導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 維擴展到了 N 階 N+2 維,即傳輸零點的個數等於交叉耦合濾波器的階數。但是所綜合出來的濾波器的耦合矩陣在物理結構上不一定是可實現的，或不是最簡的，目前國際上主要採用矩陣旋轉技術和最佳化技術進行消零，實現給定傳輸零點位置的耦合矩陣的簡化。

帶阻濾波器的可調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 中的可調性進行了科學的試驗，並設計了一款可以隨使用時進行調諧調節的帶阻濾波器。G.L.Matthaei中採用帶阻濾波器的調諧方法進行了試驗，在濾波器的 H 面調諧方式有了很好的結果，並對 E 面的調諧方式也進行了部分探討。Auffray中則是對帶阻濾波器的 E 面調諧進行了試驗，得到了相似的結果。Liu, A.Q對帶阻濾波器和帶通濾波器的調諧也做過類似的研究。

對帶阻濾波器的其他方面進行的研究也很多，如在 2005 年的文獻中，Torgow,E.N 和 Collins, G.E對帶阻濾波起在高功率方面的套用進行了介紹，表明帶阻濾波器在高功率方向將可以得到很大的套用前景。

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

幅頻特性

理想帶阻濾波器在阻帶內的增益為零。帶阻濾波器的中心頻率f0和抑制頻寬BW之間的關係為特性式中，Q為品質因數,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。頻寬BW越窄,品質因數Q越高。

特性