中心議題：

選擇微波濾波器的考慮因素

解決方案：

不同的響應曲線適合特定的應用場合

不同類型濾波器的性能水平可以通過共同的一組指標進行比較

電壓駐波比衡量濾波器與它所在系統的特征阻抗匹配程度

微波濾波器搭建起來很簡單，但理解起來比較復雜。它們在系統中完成一個基本的功能：阻止某些信號，通過其它信號。但可以用許多不同的方式實現這種功能，而且有許多不同的副作用，例如系統幅度和相位響應失真等。因此在選擇濾波器之前，了解它們之間的差異很有幫助。

濾波器有各種配置：低通、高通、帶通和帶阻或頻帶抑制濾波器。如同名字的含義那樣，低通濾波器對截止點以下信號的衰減最小，同時抑制截止點以上的信號。高通濾波器與此相反。帶通濾波器在圍繞中心頻率的通帶內有最小的衰減，對通帶以上和以下信號有很高的抑制。帶阻濾波器與此相反，阻止圍繞中心頻率的窄帶寬內的信號，允許所有其它信號通過。此外，具有不同頻率范圍的一對帶通濾波器可以組合起來形成雙路器(diplexer)，或將三個帶通濾波器組合起來形成三路器(triplexer)，而低通和高通濾波器可以組合形成雙工器。

理想情況下，濾波器對設計要通過的信號的衰減應為0dB，對設計需要抑制的信號的衰減應無窮大。在實際應用中，電介質基板材料、導體、無源器件和連接器都會造成損耗和非理想的濾波器行為。因此針對指定應用選擇哪種濾波器需要考慮許多因素。

濾波器響應類型包括巴特沃斯、切比雪夫、貝塞爾和橢圓形濾波器，每種濾波器都有不同的響應曲線，適合特定的應用場合。例如，巴特沃斯濾波器為了最大限度在保證通帶內幅度變化最小，犧牲了從通帶到阻帶的陡峭過渡。切比雪夫濾波器從通帶到阻帶的過渡非常陡峭，是一種具有高品質因數(高Q)的濾波器，但在幅度平坦度和通帶插損方面有一定的妥協。貝塞爾濾波器有很好的幅度和瞬態響應，但犧牲了阻帶衰減指標。因此貝塞爾濾波器公認具有線性相位特性，在整個通帶內具有平坦的群時延。橢圓形濾波器從通帶到阻帶的變化也很陡峭，代價是通帶幅度波動和通帶群時延變化較大。

不同類型濾波器的性能水平可以通過共同的一組指標進行比較，包括插損、抑制、VSWR和電源處理能力。插損與濾波器通帶內的信號有關，是指輸出信號與輸出信號幅度之間的差異(單位dB)。如前所述，理想的通帶插損應為0dB，但實際數據較高，通常在1dB以上，具體取決于信號頻率和濾波器類型。

濾波器的阻帶是指一段頻率范圍，在這個頻率范圍內需要將信號衰減一定的值。這個衰減值可能是20dB或更高，取決于濾波器制造商如何表征他們的濾波器。對于某個指定應用，抑制程度至少應將無用信號的幅度降低到足夠小，例如低于同一系統中接收器前端的靈敏度。在一些濾波器類型中，阻帶抑制值可能為80dB或更高。

濾波器的截止頻率將通帶和阻帶明確分隔開來。截止頻率被定義為插損(或抑制)等于3dB或半功率點的頻率。低通或高通濾波器都只有一個截止頻率。帶通或帶阻濾波器則有兩個截止頻率，在帶通濾波器中位于通帶之上和之下，在帶阻濾波器中位于阻帶或陷帶兩邊。此外，對帶通濾波器而言，中心頻率一般是低端截止頻率和高端截止頻率的幾何平均值。例如，某個帶通濾波器的低端截止頻率是2400MHz，高端截止頻率是2500MHz，那么其中心頻率將是 2450MHz，3dB帶寬為100MHz。

濾波器的電壓駐波比(VSWR)是衡量濾波器與它所在系統的特征阻抗匹配程度的一個指標。濾波器某個端口的VSWR是當另外一個端口精確匹配系統特征阻抗 (高頻系統中一般為50Ω)時從該端口看進去的阻抗。因此，一個濾波器的指標通常同時包括輸入VSWR和輸出VSWR的典型值和最大值，分別代表濾波器與它所連接的源和負載阻抗的匹配程度。VSWR用與1的比例值表示，如1.50:1，但也可以表示為濾波器的反射損耗(單位dB)。如果一個濾波器在通帶和阻帶上都呈現阻抗匹配，那么這個濾波器就被認為是吸收型濾波器，當只在通帶上做到阻抗匹配時，這個濾波器被認為是反射型濾波器。后一種濾波器在阻帶上有較高的VSWR，如20.0:1或更高。濾波器的電源處理能力通常與濾波器的物理尺寸、工作頻率范圍、濾波器技術、基板材料類型、封裝類型、材料的散熱極限有關。最大功率極限也是信號類型(如連續波(CW)或脈沖信號)以及該信號使用的調制類型的一個函數。

許多公司都提供有關濾波器規格書上寫的那些簡明參考材料的可下載白皮書或應用筆記，包括Anatech Electronics公司的《如何規范射頻和微波濾波器》，該文對不同濾波器類型進行了卓有成效的概述；同樣這家公司的《集總元件(LC)濾波器》，該文對這些流行的射頻濾波器進行了回顧；Mini-Circuits公司的應用筆記《濾波器：介紹、術語定義、問答》，這個應用筆記介紹了濾波器技術指標的含義，并提供了基于該公司緊湊型濾波器的一些應用例子。

濾波器類型有許多種，包括位于低頻和高頻的固定和可調類型，例如基于分立電感(L)和電容(C)的集總元件濾波器、晶體濾波器、陶瓷濾波器、腔體濾波器、聲表面波(SAW)濾波器、體聲波(BAW)濾波器、薄膜體聲波諧振(FBAR)濾波器、微機電系統(MEMS)濾波器甚至有源的半導體可調濾波器。集總元件或LC濾波器通常工作于頻率約3GHz以下的應用。這些濾波器的尺寸取決于工作頻率和LC元件的尺寸。

螺旋式濾波器由一系列磁性耦合腔體組成，也屬于LC濾波器，同樣受限于僅通帶格式下的約3GHz頻率。雖然比傳統的LC濾波器具有更陡峭的響應，但輸入功率受限于約5W。

陶瓷濾波器是在很薄的陶瓷基板上制造的，使用分立型或集成式元件組成諧振電路。根據陶瓷基板的介電常數。陶瓷濾波器可以做得特別小，介電常數越高的材料可以做出越小的濾波器。使用批量生產方法可以使成本做得很低，也能把尺寸做小。陶瓷濾波器工作頻率受限于約6GHz，功率電平受限于約5W，但非常適合做成要求小尺寸的帶通和帶阻濾波器。腔體濾波器可以處理高達約500W的功率電平，并具有突出的插損性能。腔體濾波器的工作頻率可以高達約30GHz。與LC 和陶瓷濾波器相比，它們的體積較大，價格也較貴，因為它們一般是從鋁塊加工而成的。

SAW、BAW和FBAR濾波器采用半導體制造技術制造，使用光蝕刻工藝產生精細圖案，而MEMS濾波器采用這些工藝形成三維結構。所有這些濾波器都可以小至2x2mm，雖然在電源處理能力方面有所限制。SAW、BAW和FBAR濾波器通常用于蜂窩通信手機，工作頻率最高約為3GHz。MEMS濾波器的工作頻率有可能做到18GHz以上。