射频
（RF）滤波器规划继续面对电气、机械和环境等方面的应战。例如体系有必要契合规定的外观尺度巨细、环境温度会左右滤波器的频率响应飘移、机壳资料也会影响滤波器的功能体现。规划人员有必要从一开端就对上述要素做出取舍，才干规划出契合需求的处理方案。
在规划滤波器以满意已知要求的进程中，有许多既有的应战。这些要求首要是在电气、机械和环境方面。从体系级规划所提出的束缚，例如机械尺度之类，一般都具有极高的重要性。本文将会评论滤波器规划进程中在射频（RF）方面的严重应战。
首要，本文将以一款现有产品来展现不同温度下频率响应的漂移。这种频率响应的漂移十分重要，在规划流程开端前就要牢牢记住，因为反应会依据滤波器工作环境的改动而改动。
图1：COM-2J1F1-1Y2-000双工器
接着，将会介绍被迫互调（PIM）丈量的设置，在满意滤波器产品要求的进程中，它或许是最具应战性的标准，首要原因包含缺少精确的模仿东西以及丈量不精确。为明晰阐明测验的进程，文中也供给测验的方块图。文中也会提出此次丈量中的不确定性，并评论一些影响要素。
终究，则评论插入损耗和窄频带隙按捺之间的权衡，也供给一些滤波器组成的典范，意图是要阐明各种要求之间的权衡。可是，在捉襟见肘的束缚下，很或许 无法满意悉数要求，尤其是在有限的空间内。因而，滤波器的规划人员有必要要求客户厘清不同要求之间的优先次序。
温度对滤波器功能发生的影响
这儿将论述温度对滤波器带外按捺的效应，因而选用Molex旗下公司SDP Telecom所出产的COM-2J1F1-1Y2-000双工器（图1），它是一台双频带结合器。
因为本单元各频带之间的阻隔性极高（》 50dB），所以可将频带1视为双频带滤波器，而将频带2视为简略的滤波器。因为双频带滤波器超出本文所评论的规模，因而将要点评论频带2。顺便一提的是，此一双工器中所有谐振器皆运用铝资料。
图2阐明晰该频带在三种温度下的丈量成果：-40℃（低温）、25℃（环境温度）和+65℃（高温）。从图中能够看出，温度改动对滤波器的按捺具有必定影响。关于已知的衰减值（图2的比如约在-30dB），能够看出从低温到环境温度的漂移约为2.9MHz，从环境温度到高温的漂移约为2.3MHz。
图2、三种温度下双工器频带2的传输功能及其部分扩大图
一般来说，关于已知资料和滤波器的中心频率，可用公式1来猜测频率漂移：
Δf=δ ΔT f0 （1）。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。公式1
其间，δ为10-6/℃下的热膨胀系数，ΔT为温度改动，而f0为滤波器的中心频率。表1列出一些常用资料的δ值。
将公式1运用到某些比如，考虑到δ=23 10-6/℃（铝）和f0=1922MHz。在低温的状况下，ΔT=65℃，因而Δf≈2.874MHz，而在高温的状况下，ΔT=40℃，因而Δf≈1.768MHz。
能够发现丈量成果与公式1计算成果共同。一些差错可归因于谐振器的形状和内插近似值（InterpolaTIon ApproximaTIon）。因而，公式1可用于猜测温度漂移状况下的频率改动。CTE δ的值不需求过高，然后防止在衰减功能上呈现严重改动，关于较广的温度规模尤其是如此。
重要的是，在挑选谐振器资料时需求考虑一些重要要素，首要包含本钱、分量、制作办法（冲压、压铸等等），而且要镀银以防止发生PIM。图3阐明晰滤波器中三种常用资料之间的折衷。
图3、不同谐振器资料之间的权衡
铝的本钱一般较低而且分量较轻，可是热膨胀系数（CTE）相对较高，因而在标准要求严厉的状况下或许并不合适。钢材的本钱效益较佳，依据详细成分，CTE较低，然后让它成为窄频带运用的杰出挑选。可是钢材是一种铁磁资料（FerromagneTIc Material），需求镀银处理，这将会进步总本钱。殷钢基本上是镍和铁的合金，热稳定性极高，但本钱也十分高。
对选用不同资料谐振器的低本钱处理方案做出温度补偿（例如图3所示的钢材和铝材）是一种常用的办法。这种办法可在终究产品的杰出功能与可承受本钱之间找到最佳平衡点。
PIM测验设置和考虑事项
这儿将介绍一般性的PIM测验设置，并概述可对PIM发生影响的各种要素。图4所提出的方块图是一般的PIM设置，可运用于本文的待测设备（DUT）。左上方有两台信号发生器，这以后是两台相同的功率扩大器，可供给极高增益（一般为50dB），在功率扩大器之后的是两台阻隔器，它们基本上是用来维护功率扩大器，以防止遭到或许发生的高功率反射所影响。然后，3dB的混合设备将输入信号分配到两条相同的途径上。
图4、通用PIM测验设置接纳器通道滤波器的方块图
这儿选用低PIM的50欧姆（Ω）端接来停止一个输出，并在第二个输出处混合信号发生器所宣布的两种频率（f1+f2）。运用低PIM的定向耦合器（一般为30dB的耦合）来丈量待测设备输入中的功率，而且据此校准功率计来读取正确的值。
一般比较偏心以这种设置来精确地批改正确的输入功率，其差错仅等于耦合器的插入损耗（约为0.2dB）。因而，将两台低PIM双工器和待测设备串联起来。双工器在发射（Tx）和接纳（Rx）埠之间也有着高度的阻隔性。所发生的任何第三个IMD信号将转至Rx埠，并以频谱分析仪进行丈量。
PIM测验能够进行两种丈量。在逆向PIM（Reverse PIM）中，应将滤波器上的输出埠端接到高功率、低PIM的50欧姆负载。另一方面，如图4所示，前向PIM（Forward PIM）选用第二台双工器，其Tx通道端接到高功率、低PIM的50欧姆负载。第三个IMD信号将直接转至Rx通道，再以频谱分析仪进行丈量。
依据所处理的阶段，在操作低PIM滤波器时有许多要素要考虑。首要，在规划和工程的阶段中，必定要削减粗糙度；金属之间的触摸要尽或许地做到滑润，以防止电弧放电。为了保证可完成后一种特性，需求杰出的镀银技能来下降外表电阻。此外，主张在信号途径上选用尖利的边际和防止尖刺，如去角技能（Chamfering）将有助于完成此一意图。空隙不该太小，否则会发生电弧（一般不小于1毫米）。当然，因为铁磁资料是一种PIM的重要来历，因而严厉要求进行镀银。
第二，在安装阶段，元件在机械加工完成后要整理掉任何毛刺以防止划伤（即便部分划伤）元件的外表。焊接操作应尽或许地平顺、均匀（例如以均质的办法），不得使元件承受压力（曲折）。抱负的办法是运用凸缘型（Flange Type）衔接器。
终究，关于测验进程，首要应保证设置自身不会发生PIM，且输入功率值应该是正确的。衔接器应该要整理洁净，将其扭矩调理至约23∼24牛顿米（N.m.）。衔接方位应当对中，调谐螺钉和盖子应通过镀银处理，并用防松螺帽（Lock Nut）上紧。
插入损耗/按捺之间的权衡
关于高功率滤波器模组和无线站点处理方案来说，空腔滤波器（Cavity Filter）是业界遍及承受的办法。对只要有限空间能够规划滤波器的空腔谐振器而言，其品质因数也有限，因而要满意所需的插入损耗，也是一种应战。与接纳器通道滤波器比较，插入损耗的要求关于发射器通道滤波器来说愈加重要，这是因为插入损耗越高，越需求更大的功率扩大器、更大的直流电源，还要运用无线电的散热器。
按捺要求较高的状况也十分遍及。为了按捺住功率扩大器处的剩余带外功率，此一要求就显得很重要，否则将进步接纳器通道的杂讯位准。运用交叉耦合，以及进步滤波器的阶数和谐振器的数量，就能够满意更高的按捺要求。
处理这问题看似简略，可是滤波器的规划人员有必要在满意各种不同要求之间做出取舍。下降制作本钱的要求也会带来束缚，例如各种不同的机械束缚、尺度，以及制作上的偏好。这会在规划进程中发生许多折衷退让，要依据客户的优先次序来做出挑选。
图5和图6中的比如是用来阐明为TX频带在390MHz至395MHz下的双工器规划TX滤波器。详细的要求包含从380MHz到385MHz的RX频带下到达-85dB的按捺，以及使TX滤波器的插入损耗保持在1.7dB以下。此外还有机械上的束缚，例如外部尺度和衔接器的方位等。
图6、以五极和-75dB按捺、1.5dB插入损耗所进行的滤波器规划
为了改进插入损耗，运用品质因数高于2，000的谐振器规划并不可行，这是因为存在着机械尺度上的束缚，例如全体结构的高度，以及制作上的考虑和公差等。
因为机械上的束缚及埠的方位现已预先确定，所以难以运用更多交叉耦合来达到更多的按捺施行拓扑结构。因而，可运用更多的谐振器来满意对按捺的要求，并有较高的插入损耗，或许能够在RX频带下满意插入损耗的要求，一起减轻按捺。
在这些典范中，关于滤波器的规划，应在两种选项之间做出挑选，那就是有较佳的插入损耗及较少的按捺，仍是较佳的按捺与较差的插入损耗。这种挑选只能依据客户的优先次序来进行。关于这一点，能够一起向客户供给两种规划，并阐明其间的优缺点，让他们做出挑选，这样便能够在呈现必定抵触的状况下满意其间更重要的要求。
