在现代射频系统中，滤波器扮演着不可或缺的关键角色。它主要用于频率选择，能够让需要的频率信号顺利通过，同时反射不需要的干扰频率信号。滤波器在接收机或发射机前端有着经典的应用实例，从接收机的结构来看，滤波器广泛分布在射频、中频以及基带部分。尽管随着数字技术的发展，数字滤波器有逐渐取代基带部分甚至中频部分模拟滤波器的趋势，但射频部分的滤波器仍然无可替代，这充分凸显了滤波器在射频系统中的重要地位。
滤波器的分类方式多种多样，不同的分类方法从不同角度描述了滤波器的特性，以满足实际工程应用中对滤波器的多样化需求。
- 按频率选择特性分类：可分为低通、高通、带通、带阻滤波器等。低通滤波器允许低频信号通过，而阻止高频信号；高通滤波器则相反，允许高频信号通过，阻止低频信号；带通滤波器只允许特定频率范围内的信号通过；带阻滤波器则阻止特定频率范围内的信号通过。
- 按实现方式分类：包括 LC 滤波器、声表面波 / 体声波滤波器、螺旋滤波器、介质滤波器、腔体滤波器、高温超导滤波器、平面结构滤波器等。不同的实现方式决定了滤波器的物理结构和性能特点。
- 按不同的频率响应函数分类：有切比雪夫、广义切比雪夫、巴特沃斯、高斯、贝塞尔函数、椭圆函数等。这些不同的频率响应函数反映了滤波器在频率特性上的差异。
在选择滤波器时，首先要确定使用低通、高通、带通还是带阻滤波器。下面重点介绍这几种滤波器的频率响应特性及其作用。
在实际应用中，低通和带通滤波器为常用。低通滤波器在混频器部分的镜像抑制、频率源部分的谐波抑制等方面有广泛应用；带通滤波器则常用于接收机前端信号选择、发射机功放后杂散抑制、频率源杂散抑制等。
作为射频系统中的功能性部件，滤波器有一系列对应的电性能指标，用于描述系统对该部件的性能需求。以下是对这些指标的详细解释。
- 阶数（级数）：对于高通和低通滤波器，阶数是滤波器中电容、电感的个数总和；对于带通滤波器，阶数是并联谐振器的总数；对于带阻滤波器，阶数是串联谐振器与并联谐振器的总数。阶数的多少会影响滤波器的性能，一般来说，阶数越高，滤波器的频率选择特性越好，但成本和复杂度也会相应增加。
- 带宽 / 相对带宽：该指标通常用于带通滤波器，带宽表征可以通过滤波器的信号频率范围，体现了滤波器的频率选择能力；相对带宽是带宽与中心频率的百分比。带宽的大小决定了滤波器能够通过的信号频率范围，不同的应用场景对带宽有不同的要求。
- 截止频率：通常用于高通和低通滤波器。对于低通滤波器，截止频率表征滤波器能通过的频率范围；对于高通滤波器，截止频率表征滤波器能通过的频率范围。截止频率是滤波器的一个重要参数，它决定了滤波器的工作频率范围。
- 驻波：即矢网测得的 S11，表示滤波器端口阻抗与系统所需阻抗的匹配程度。驻波反映了输入信号有多少未能进入滤波器而被反射回输入端，驻波越小，说明滤波器与系统的匹配越好，信号传输效率越高。
- 损耗：表示信号通过滤波器后损失的能量，也就是滤波器消耗的能量。损耗的大小直接影响到信号的传输质量，在设计和选择滤波器时，需要尽量降低损耗。
- 通带平坦度：滤波器通带范围内损耗值与损耗值之差的。它表征了滤波器对不同频率信号的能量消耗的区别，通带平坦度越小，说明滤波器在通带内对不同频率信号的响应越均匀。
- 带外抑制：滤波器通带频率范围以外的 “衰减量”，表征了滤波器对不需要的频率信号的选择能力。带外抑制越大，说明滤波器对干扰信号的抑制能力越强。
- 纹波：滤波器通带内 S21 曲线起伏的波峰与波谷之间的差值。纹波反映了滤波器在通带内的性能稳定性，纹波越小，滤波器的性能越稳定。
- 相位线性度：滤波器通带频率范围内相位与一条与中心频率时延相等的传输线之间的相位差值，表征了滤波器的色散特性。相位线性度越好，说明滤波器对信号相位的影响越小，信号失真越小。
- 群时延：滤波器通带范围内信号从输入端口传输至输出端口所用的时间。群时延的大小会影响信号的传输速度和相位特性，在一些对信号传输时间要求较高的应用中，需要对群时延进行严格控制。
- 群时延波动：滤波器通带范围内群时延值与值之差，表征了滤波器的色散特性。群时延波动越小，说明滤波器在通带内对不同频率信号的传输时间差异越小，信号失真越小。
- 功率容量：可以输入滤波器的通带信号的功率。功率容量是滤波器的一个重要参数，它决定了滤波器能够承受的功率，在高功率应用中，需要选择功率容量合适的滤波器。
- 相位一致性：同一指标同一批次不同滤波器之间的传输信号相位的差值，表征了批次滤波器之间的差别（一致性）。相位一致性越好，说明同一批次的滤波器性能越稳定，在需要多个滤波器协同工作的系统中，相位一致性尤为重要。
- 幅度一致性：同一指标同一批次不同滤波器之间的传输信号损耗的差值，表征了批次滤波器之间的差别（一致性）。幅度一致性越好，说明同一批次的滤波器对信号的损耗越接近，有利于提高系统的稳定性和可靠性。
不同类型的滤波器具有不同的性能特点，适用于不同的应用场景。
- LC 滤波器：由电感（L）和电容（C）组成，结构相对简单，成本较低，但 Q 值相对较低，适用于一些对性能要求不太高的低频应用。
- 声表面波 / 体声波滤波器：声表滤波器采用将电能转换为表面声波的方式，利用声波共振效应实现滤波。其特点是体积非常小，Q 值相对 LC 滤波器高，采用半导体工艺适合批量生产。例如，一只 800MHz 左右的滤波器体积大概只有一个 0805 电容大小。然而，它的功率容量小，不适合小批量定制产品，研发周期长，研发成本高，通常应用在终端消费电子产品中。
- 螺旋滤波器：是一种半集总参数的滤波器，采用放置在空腔内的螺旋电感的自谐振来实现谐振器，通过相邻谐振器的空间磁场实现耦合。其优点是体积较腔体滤波器小，Q 值、功率容量较 LC 滤波器高；缺点是较难实现宽带，高频部分电感不易实现。通常用在 500MHz 以下、20% 相对带宽、100W 平均功率、对插损有一定要求的场合。
- 介质滤波器：采用介质填充的四分之一波长短路线或者二分之一开路线实现的半集总滤波器。其优点是 Q 值较 LC 滤波器高，可以实现较 LC 滤波器频率高的滤波器；缺点是寄生较近，谐振器需要定制。
- 交指滤波器：的特点是可以实现宽带，如果采用冗余谐振杆，考虑到机加的线性，其相对带宽通常可以宽达 60%。同时，在 K 波段时，宽带的梳状滤波器机加基本无法加工并且调试螺钉无法放置，因此在该条件下通常采用交指结构。交指结构与梳状相比其寄生通带较近，通常其寄生通带在 1.8F0 左右。同体积下，交指滤波器较梳状滤波器功率容量大。
由于滤波器种类繁多，各种滤波器具有不同的性能特点，因此在选择滤波器时，需要综合考虑客户的实际使用环境以及性能需求，才能做出正确、有效、可靠的选择。当客户对滤波器指标概念比较模糊时，通常需要询问客户体积、损耗、带外需要抑制的频率以及抑制度、功率容量等信息。根据这些简单的指标要求，基本可以判断出适合的滤波器种类。
