于恩龙

（吉林省广播电影电视局331台，吉林 永吉 132200）

1 滤波器简介

射频信号通过不一样的频率来区分彼此，而滤波器的工作原理也是利用频率的差异将其分开，射频滤波器会选择可用信号，把其他信号拒之门外，因此通过的信号已经被筛选，滤波器在广播电视的各种装置中有很强大的作用，一般发射机以及天线中间安装这种装置，阻止发射器连带的其他信号，进而有助于增强信号的内容规范性，滤波器的形式和种类都比较多，想将其分门别类也有很多形式，例如利用选频的办法，用此法可分成低通、高通、带通以及带阻和全通等几种；按照滤波器函数近似方法又可以分为巴特沃斯滤波器、反切比雪夫滤波器以及切比雪夫滤波器和贝塞尔滤波器等几种；而按照处理输入模拟信号的方法又可以分为离散时间模拟及连续时间模拟两种。设计滤波器时，需要掌握与滤波器有关的参数，确定谐振腔的多少，而规划处理应当具备的形态之后，再通过电路结构的调整实现最终形态。

2 滤波器的典型结构

调频的发射频率为50MHZ，为VHF波段，而电视的发射频率则为860MHZ，为UHF波段，二者的发射频率均相对较高。如果滤波功能通过集中参数元件来实现，对器件有很大损伤，降低使用时间，装置本身的功率被影响，无法正常发挥，难以产生稳定效用，因此平常状态下，高频滤波器的工作状态的形成要利用电容的分配状态以及电感的分配形成的，波导和问轴传输线是微波滤波器功能能够展开的前提，根据频率通带的情况，滤波器可以分成四种，低通、高通以及带通和带阻，在广电事业中，四种形式都会被使用，而带通是使用最宽泛的一种。

2.1 低通和高通滤波器

低通滤波器一个非常典型的结构就是高低阻抗传输线的交替级联所组成的糖葫芦式滤波器，其电感是采用高阻抗线进行等效串联的，而电容则是通过低阻抗线实现等效并联的。通过对其高低阻抗值和长度的调整就能制造出性能好、结构简单的低通滤波器。而高通滤波器的一般结构是币IJ用同轴短路短截线进行电感的并联，电容的串联则是在内导体圃盘中铺垫聚四氟乙烯来实现，最后构成梯形的高通滤波器。

2.2 带通和带阻滤波器

广电发射装置中对于带阻滤波器的选择是针对一些异常频率，这种滤波器的组成元素为特殊的谐振器，对于内部短截线的波长的显示，通常为1/4，这与谐振器中停顿波长值几乎相等。带通的使用范围最大，远高于其他几种，也是广播电视系统中最为基础的应用内容，根据带宽的实际情况来划分，有宽与窄两种情况，一般来说窄带滤波在宽度上要小于1/5，而宽带的值则会大于2/5，这是区分二者的关键，广电系统更倾向于选择窄带，其代表有频道滤波器，窄带带通滤波器最典型的结构就是级联式耦合谐振腔结构。带通滤波器里面一个非常重要的成分为谐振腔，在一定范围内，它可以对电磁能量进行控制和约束。谐振腔的状况优劣可直接影响滤波器的状态好坏，对谐振腔功能的判断可以通过两种方法，一种称为谐振频率，另外一个是品质因数，谐振频率的概念是说，在谐振刚路上电磁能量进行转换的频率，它的情况跟回路路线情况关联很大，而谐振回路出现磨损和消耗等也会给品质因素，也就是Q值造成影响，它的内涵是说在谐振时广播电视发射系统中所储存的磁能或电能和一个周期内系统损耗能量比的二倍。谐振腔中的品质因数越高，表明其谐振响应曲线就越尖锐。通常来说，开路谐振腔或者同轴短路的典型无级品质因数大概为几千，问轴谐振腔的品质因数要明显小于波导的品质因数，而矩形波导的品质因数又低于圆波导的品质因数。通常圆波导典型无载品质因数大概在20000～40000之间，而矩形波导典型无载品质因数的值m0在10000～20000之间。

比较常用的谐振腔有波导和同轴谐振腔两种，其中VHF，UHF以及FM频段主要采用同轴谐振腔，常见的同轴谐振腔为一端短路，一端加载的同轴腔。同轴线的内外导体长度、同轴线的特性阻抗直接影响着腔内的谐振频率，腔体的大小由功率容量来决定。而I波段及UHF高端等微波波段主要采用波导腔，波导腔又有网柱波导腔及矩形波导腔两种，所谓的圆柱波导腔是一个封闭的圆柱金属简，其谐振频率的高低由腔体实际物理尺寸的大小及腔内电磁场模式来决定。所谓的矩形波导腔是一个长方体金属盒，同样的，腔体实际物理尺寸的大小和腔内电磁场模式决定其谐振波的频率大小。把数个谐振频率一样的谐振腔按照一定的辐合方式级进行联接，就组成了传统带通滤波器，对其输入输出端和各谐振腔间的耦合做相应调整，就能满足带通滤波器的相关性能要求。谐振腔间的耦合方式要包括磁耦合、电耦合以及电耦合成磁耦合，辐合环的位置、大小以及方向，探针的位置，深浅程度以及是粗是细，加上耦合缝在什么方位，这些都是耦合两发生变化的重要因素，级联式耦合带通滤波器其优点体现在技术稳定、可靠，在调试工作方便很简单，至于腔体怎样进行排列并无特别说明，而带外的衰减曲线也相对平稳，不会大幅度起落。

3 输入模拟信号的处理方式

3.1 离散时间模拟滤波器

离散时间模拟滤波器最典型的代表即为开关电容滤波器，时钟频率以及电容比例决定其滤波性能，其频率精密度甚至可以达到1/1000，通过电容滤波器的开启和管壁产生的信号并不产生量化，持续工作，不过，由于采样工作范围有所限制，因此，频率采集工作要设置超过2倍的信号才不会出现混叠的情况。离散时间滤波器方法的效果想要达成，通常会选择过采的方法，就是上文提到的将频率值设置大于频率最高值的2倍，这样让工作可靠性提高，所以，应选择高带宽的放大器，和速度很快的时钟一起使用。

3.2 连续时间模拟滤波器

这种持续发送的模拟信号能够选择与其相适应的滤波器完成处理，不必提取进入信号的样品，所以，不必再另外选择平滑滤波器，则能很好控制频率很快、状态不稳的滤波，但是这种滤波器尚有缺点难以解决，一方面这种频率受到电容商和电的流通量的限制，另一方面这些因素又会被更大的操作以及气温等的转变所干扰，所以，对这种滤波器频率掌握的精度控制在1/5或者3/10这个区间。

因此可以了解，如果滤波器要求在带宽精度很高的地方使用，就必须有相关的校正办法，不会导致两种电波混淆或重叠，这当中调谐电容就是很好的一个方法，要适当找到电中，对其进行调整，叫滤波器就会发生频率的变化，调整效果很好。

[1]张欣.广播电视发射系统中滤波器的设计[J].硅谷，2008(2).

[2]王文谦，谢鹏飞.广播电视发射系统中滤波器的设计[J].科技风，2008(23).