天地征途的信号“清道夫” | 电子科技在身边-凯发一触即发

人声鼎沸的球场上

与你相距不远的同伴

大声呼喊你你

却听不清楚

一直在问“你说什么、什么？”

可惜的是

同伴的声音

同样也会被淹没在嘈杂的声浪中

此时的你

肯定非常想给耳朵装一个过滤装置

把其他人的声音过滤掉

只听清同伴的声音

在我们生活的空间中

微波信号的“嘈杂”程度

远超球场的人声鼎沸

想要在纷繁复杂的

各种微波电磁信号环境里

准确接收到目的信号

就必然也要有一种过滤装置

将不需要的干扰信号全部过滤掉

只留下所需要的信号

这种过滤装置

就是滤波器

作为微波通信领域的重要器件

几乎所有的组件内部都能找到它的身影

如果把整个复杂的电磁信号环境比作一个池塘

那么滤波器就是池塘中的“清道夫”

它可以将池塘（复杂电磁环境）中的

垃圾（杂波信号）统统“吃掉”

保证池塘环境（电磁环境）的清爽

可以说

滤波器性能的优劣直接决定

电子系统性能的优劣

       从功能上来看，滤波器主要是实现频率选择的作用，即让所需要的特定频率信号通过滤波器，而不需要的频率信号（杂波信号）则被挡在“门外”，以此实现“过滤”的作用。

　　滤波器通常包含带外抑制、群时延波动、驻波三项主要电性能指标，我们可以把滤波器看作一个海关，不同的微波信号就像一支船队要通过关口，船队有大船也有小船（相当于不同频率的信号），关口限制船只吨位，有的可以通过，有的不能通过，这种限制相当于带外抑制；一群船队通过时，因为不同吨位的船只速度不同，通过后船队阵型就会有变化，与之前的船队阵型不同了，这就是群时延波动的概念，即群时延波动影响信号的失真程度；至于驻波，可以理解为通过海关闸口的通畅程度，船只通行越通畅，相当于驻波越小。滤波器上述几个重点指标在实际工程应用中相互制约，此消彼长，所以如何达到一个最佳的平衡指标，是在滤波器设计时着重考虑的事情。

　　滤波器在生活中的应用随处可见，小到手机、电视、蓝牙耳机，大到智能汽车、轮船远航定位、飞机通信导航、人工智能、vr技术等，其身影遍及现代生活的方方面面。当然，滤波器一个非常重要的应用领域是在航天领域，比如应用于人造卫星等航天器上的通信、导航设备中。

　　在航天通信中，因传输距离特别远，所以信号的质量尤为重要，通信信号发射时为了利于传播，需要通过技术手段变频到较高频率，而接收时为了便于信号处理又需将频率变频为较低频率，在这种频率变换过程中，不可避免会产生各种频率杂波，这些杂波会对通信信号质量产生严重影响，处理上述问题，便是滤波器大显身手的时候了。通过针对性的通带和阻带设计，滤波器可以成为筛选频率信号的“筛子”，把影响通信质量的杂波统统筛掉，只保留系统需要的频率信号，稳定支撑航天任务的成功进行。

　　1996年，国家启动载人航天工程后，中国电科产业基础研究院即着手开展宇航无源滤波器领域布局，相继研发国内第一个微封装集成lc滤波器及十余款mmic芯片滤波器、mems芯片滤波器，实现了系列滤波器从无到有、从有到精、从精到新的三次飞跃，广泛应用于载人航天工程、嫦娥工程等各项飞行任务中，为任务胜利进行提供坚实保障。