在射频系统中,射频滤波器是关键部件,主要用来做频率选择,让需要的频率信号通过,同时抑制不需要的干扰频率信号。射频滤波器广泛应用于广播电台、电视、无线通信、科学研究等领域。射频滤波器按照工作原理分成无源和有源两类,今天我们来说说有源滤波器和无源滤波器应该怎么选。
无源滤波器由电容、电感、传输线、波导等无源元件构成,不需要外接电源。它结构简单、可靠性高,不存在自激振荡风险,功率容量通常更好;部分无源滤波器的谐振频率温度漂移更容易预估。大功率发射链路、雷达前端、毫米波测试系统这类高功率、高频率场景,基本都优先用无源滤波器。无源器件不会引入有源噪声,放在接收前端能抑制带外干扰、避免后级有源器件被阻塞,对系统灵敏度更友好;但它的插入损耗会直接叠加到链路噪声系数中,需在链路预算中提前评估。
5 阶低通滤波器,SMA 母头, DC~300 MHz

但无源滤波器也有明显限制。它通常只有插入损耗,不能提供增益,信号经过后功率会下降,链路预算要提前算清楚。低频段如果用电感电容实现,体积会偏大,小型化难度高;无论有源还是无源滤波器,想要实现陡峭滚降都需要提高阶数,无源方案在此条件下设计复杂度会明显上升。
有源滤波器通常由电阻、电容配合晶体管、MMIC 等有源器件构成,需要供电。它的优势是不需要大体积电感,低频和中频更容易小型化,也能通过放大补偿滤波带来的损耗,通带增益可以大于 0,滤波曲线和 Q 值也更容易设计。
不过有源方案在射频高频段限制很多。它会引入噪声、非线性失真和稳定性问题,功率承受能力弱,动态范围受有源器件限制,输入信号过大时可能压缩、失真甚至损坏。多数有源滤波器还有工作频率上限,不太适合直接用在毫米波或大功率射频前端。
选型判断可参考如下思路。工作频率高、信号功率大,优先无源滤波器;低频小信号,需要电路小型化,希望补偿信号损耗,可考虑有源滤波器。还要评估系统供电条件,如果电路无法提供稳定电源,直接排除有源方案。在实际应用中,一般射频前端用无源滤波器抑制带外干扰,中频或基带再用有源滤波做精细整形;也可在特定场景下,无源滤波器后加低噪声放大器,既保留无源前端的可靠性,又补偿链路损耗,该拓扑需留意噪声系数恶化问题。
Pasternack 提供覆盖微波、毫米波频段的无源射频滤波器和微波组件,适合搭建测试链路、前端滤波和系统集成。选型时不要将 “有源” 简单等同于性能更好,能把频率、损耗、功率、噪声和供电条件对齐,才是合适的方案。
审核编辑 黄宇




