滤波器能够滤波的本质是利用构造特定的阻抗特性引起反射和损耗来实现对频率的选择。

如果从能量守恒的角度来讲，被抑制掉的信号去哪里了？

 

我们先看一下基本电路原理，上图中，负载接收的功率为

 

我们知道，最大功率传输条件是，源和负载满足共轭匹配。

当源阻抗选为纯电阻50欧时，负载也得为50欧，它才能吸收最大的功率。

负载阻抗与源阻抗相差越大，能量反射回到源的比例越大，负载吸收功率越少。

 

怎样衡量两阻抗差异程度呢，我们回顾一下电磁场与波，电磁波从媒质1垂直入射到媒质2，会出现透射与反射的现象。反射系数模值越大，反射能量越多。

 

如果在源和负载之间插入一个无源无耗二端口网络，使得我们从源向右看去的阻抗，在通带等于50欧，而阻带与50欧相差很大（即反射系数很大），这个网络就有了滤波性能。

所以说滤波器在某种程度上可以看作一个阻抗变换器。

 

举个例子说明，在AWR中，查看上图电路的阻抗实部虚部

 

取源电阻50欧，查看反射系数（S11）、负载与源功率比（Pratio），有

 

通带内，实部接近50欧，虚部趋于零，也就是负载阻抗接近于源阻抗；反射系数模值趋于零（匹配，全透射），功率传输接近50%。

阻带内，实部接近于零，虚部很大，类似一个纯电抗元件，储能而不耗能；反射系数模值很大，接近于1（全反射），功率传输基本为零。

这也就解释了为什么滤波器在通带内传输功率，而在阻带内抑制功率的频率选择特性了。

来源：微波射频网

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