介質(zhì)濾波器是一種微波濾波器，它使用介質(zhì)諧振器通過(guò)多級(jí)耦合來(lái)選擇頻率。進(jìn)入21世紀(jì)，介質(zhì)濾波器經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的理論和實(shí)踐積累，逐漸從實(shí)驗(yàn)室走向生產(chǎn)線。

由于具有小型化、低損耗和良好的溫度特性等優(yōu)點(diǎn)，介質(zhì)濾波器已廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通信和微波通信系統(tǒng)中。具有插入損耗低、抗功率好、帶寬窄等特點(diǎn)，特別適用于CT1、CT2、900MHz、1.8GHz、2.4GHz、5.8GHz、5G、手機(jī)、車載電話、無(wú)線耳機(jī)、無(wú)線麥克風(fēng)、電臺(tái)等。用于電話和集成收發(fā)器雙工器等的無(wú)線級(jí)耦合濾波

介質(zhì)濾波器的表面覆蓋了一層具有零切向電場(chǎng)的金屬，電磁波被限制在介質(zhì)中，形成幾何尺寸約為波導(dǎo)波長(zhǎng)一半的駐波振蕩。該材料一般采用相對(duì)介電常數(shù)在6080之間的陶瓷，實(shí)際用于無(wú)線通信的介質(zhì)陶瓷濾波器的尺寸在厘米量級(jí)。

介質(zhì)濾波器的主要優(yōu)點(diǎn)是功率容量大和插入損耗低，但它們有兩個(gè)主要缺點(diǎn)。首先，與以厘米為單位的集成電路相比，它的尺寸更大，并且占用了大量的系統(tǒng)。其次，介質(zhì)濾波器通常是離散的，不能與信號(hào)處理電路集成，需要從濾波器到信號(hào)處理芯片的不可忽略的傳輸線，并且必須執(zhí)行阻抗匹配。它不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且會(huì)造成一定的信號(hào)衰減。

工作原理

一個(gè)介質(zhì)濾波器由幾個(gè)介質(zhì)諧振器組合而成。金屬腔諧振器的主要損耗來(lái)自導(dǎo)體損耗。介質(zhì)濾波器具有更高的Q 值，因?yàn)樗鼈兛梢酝ㄟ^(guò)用電介質(zhì)（如微波陶瓷）代替金屬導(dǎo)體來(lái)捕獲諧振器內(nèi)部的電磁場(chǎng)。大功率介質(zhì)濾波器、高功率介質(zhì)濾波器

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)傳到低介電常數(shù)的介質(zhì)時(shí)，在介質(zhì)的界面會(huì)發(fā)生發(fā)射和折射。當(dāng)入射角大于或等于臨界角時(shí)，電磁波被全反射。介質(zhì)的介電常數(shù)越高，臨界角越小，越容易發(fā)生全反射。也更容易在介質(zhì)表面形成磁壁。由磁壁包圍的介電塊構(gòu)成介電諧振器。由高介電常數(shù)和低損耗介電材料制成的微波諧振腔基本上將電磁場(chǎng)能量集中到諧振腔內(nèi)，具有非常低的輻射損耗。介質(zhì)本身的損耗決定了諧振器的Q值，即Q=1/tan。一些常用的介電材料的損耗角正切值通常為0.0001到0.0002，Q值可以達(dá)到500到10000。維持電磁振蕩非常容易，因?yàn)榇蟛糠蛛姶拍芰慷技性诮橘|(zhì)諧振器中，因?yàn)榻橘|(zhì)的品質(zhì)因數(shù)非常高。因此，介質(zhì)諧振器可以用作濾波器。目前，陶瓷介電材料的相對(duì)介電常數(shù)約為39，最高可達(dá)90以上。因此，如果使用介電材料作為諧振器，可以大大減小濾波器的體積和質(zhì)量，而不會(huì)降低濾波器的性能。

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