无源器件技术介绍-提高篇
光无源器件介绍范文
光无源器件介绍范文光无源器件是指无需外界能源输入即可以产生、控制、处理或传输光信号的器件。
它们在光通信、光传感、光储存、激光装置等领域具有重要应用价值。
本文将详细介绍几种常见的光无源器件，包括光纤、光栅、偏振器件、光耦合器件和光探测器等。
首先，光纤是一种常见的光无源传输介质。
它具有优异的光学特性，可以实现长距离、高速、低损耗的光信号传输。
光纤通信系统中的核心部件就是光纤。
光纤根据其结构可以分为多模光纤和单模光纤。
多模光纤通常用于短距离通信，而单模光纤适用于长距离通信。
光纤的制作工艺和材料技术的不断进步使得光纤通信系统性能不断提升。
其次，光栅是另一种常见的光无源器件。
光栅是在光介质中周期性变化的折射率结构，可以对入射光进行衍射和反射。
光栅可以用于光谱分析、光信号处理和光波波长选择等应用。
根据光栅的结构可以分为吸收光栅和反射光栅。
吸收光栅通过调整折射率分布来实现频率选择，反射光栅则通过反射光波形成波束宽度调制。
光栅可以实现光信号的分光、滤波和耦合等功能。
再次，偏振器件是用于控制和调整光波偏振状态的器件。
偏振器件根据其工作原理可以分为吸收式偏振器、分束偏振器和光学偏振调制器。
吸收式偏振器通过吸收非期望偏振分量来实现偏振分离。
分束偏振器通过折射率分布的改变实现光波的分离。
光学偏振调制器则通过改变材料的光学特性或施加电场来调制光的偏振状态。
其次，光耦合器件用于实现不同光波的耦合和分离。
光耦合器按照其结构和工作原理可分为分离型光耦合器和集成型光耦合器。
分离型光耦合器通过光波的反射和折射实现光波的耦合。
集成型光耦合器则通过光导波结构的耦合来实现不同波长光波的耦合和分离。
光耦合器为光通信和光传感等系统提供了重要的互连和耦合功能。
最后，光探测器是一种用于接收光信号并转换为电信号的器件。
根据工作原理，光探测器可分为光电二极管、光电导探测器和光电子倍增器等。
光电二极管是最常见的光探测器，它利用内建电场将吸收的光电子转化为电流。
无源器件
相关区别
有源器件与无源器件的区别
不依靠外加电源（直流或交流）的存在就能独立表现出其外特性的器件就ห้องสมุดไป่ตู้无源器件。之外就是有源器件。 所谓“外特性”就是描述器件的某种关系量,尽管是使用了电压或电流,电场或磁场压力或速度等等量来描述其关 系。
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无源器件
微波射频器件种类之一
01 器件种类
03 发展方向
目录
02 主要设备 04 相关区别
无源器件是微波射频器件中重要的一类，在微波技术中占有非常重要的地位。无源器件主要包括电阻，电容， 电感，转换器，渐变器，匹配络，谐振器，滤波器，混频器和开关等。
器件种类
种类简介 电阻器
电容器 电感器
无源器件主要包括电阻，电容，电感，转换器，渐变器，匹配络，谐振器，滤波器，混频器和开关等。在不 需要外加电源的条件下，就可以显示其特性的电子元件。无源元件主要是电阻类、电感类和电容类器件，它们的 共同特点是在电路中无需加电源即可在有信号时工作。
无源器件电流通过导体时，导体内阻阻碍电流的性质称为电阻。在电路中起阻流作用的元器件称为电阻器， 简称电阻。电阻器的主要用途是降压、分压或分流，在一些特殊电路中用作负载、反馈、耦合、隔离等。
电阻在电路图中的符号为字母R。电阻的标准单位为欧姆，记作Ω。常用的还有千欧KΩ，兆欧MΩ。 IKΩ=1000Ω 1MΩ=1000KΩ
2.小型化。无线产业追求的更小型化和更轻量化要求无源器件向更小型的方向发展。主要使用微电子机械系 统（MEMS）使射频元件尺寸更小，成本更低，功能更为强大，并且更利于集成。
3.封装效应。通常用的表面安装无源元件相比，将元件集成于封装内可以有效的提高系统的可靠性，缩短导 电通路，降低寄生效应，降低成本且减小器件尺寸。
光无源器件的技术分析
光无源器件的技术分析光无源器件是光通信系统中至关重要的一部分，其在光通信系统中起到传输、分配和处理光信号的作用。
光无源器件主要指的是不需要外部能量作为驱动力的器件，比如光纤、光耦合器、光接收器等。
本文将对光无源器件的技术特点、应用领域和发展趋势进行分析。
一、光无源器件的技术特点1.1 宽带传输特性光无源器件具有宽带传输特性，能够支持高速数据传输。
与传统的电子通信相比，光无源器件能够实现更高的数据传输速率和更远的传输距离，适用于大容量、远距离、高速的通信需求。
1.2 低损耗光无源器件的传输损耗较小，在信息传输过程中能够减少光信号的衰减。
这使得光无源器件在长距离传输中具有优势，保证了信号的稳定传输。
1.3 高稳定性光无源器件在工作过程中具有高稳定性，能够长时间保持良好的性能。
这对于光通信系统的稳定性和可靠性至关重要，能够有效减少系统的故障率。
1.4 低能耗光无源器件不需要外部能量作为驱动力，能够通过光信号本身完成工作，因此具有较低的能耗。
这符合当今节能环保的发展趋势，也是光通信技术被广泛应用的重要原因之一。
二、光无源器件的应用领域2.1 光通信系统光无源器件是光通信系统中不可或缺的一部分，能够支持大容量、高速、长距离的数据传输需求。
在光通信系统中，光无源器件被广泛应用于光纤通信、无线光通信、卫星通信等领域。
2.2 数据中心随着云计算、大数据、人工智能等技术的快速发展，数据中心对于高速数据传输的需求越来越大。
光无源器件能够满足数据中心对于高速、大容量数据传输的需求，提高数据中心的传输效率和稳定性。
2.3 军事领域军事通信对于信息传输的安全性、稳定性、快速性有着极高的要求，光无源器件能够满足军事通信对于大容量、高速、长距离传输的需求，确保军事信息的安全传输。
2.4 其他领域除了上述领域，光无源器件还在医疗、航空航天、工业自动化等领域有着广泛的应用。
随着光通信技术的发展和普及，光无源器件的应用领域将会继续扩大。
无源器件原理说明
无源器件原理说明1、矩形和圆柱形波导谐振腔谐振腔也可用一段闭合的波导段来组成，因为波导也是一种传输线。
由于波导的开路端有辐射损耗，因而通常采用两端短路的波导谐振腔，即形成一个封闭的空腔（盒子），电能和磁能储藏在腔内部。
腔内金属壁及填充空腔的介质一般有功率损耗。
可以通过小孔、小控针或小环实现与谐振腔的耦合。
腔体滤波器就是采用几个谐振腔通过不同大小的耦合窗串联而成。
双工器则是由两个不同频段的滤波器通过内部阻抗匹配连接而成的。
2、滤波器基本参数滤波器是无线电技术中许多设计环节的中心，它具有选频功能，抑制不需要的频率信号，选取被淹没的信号。
主要有集总、微带、腔体、介质、悬置微带等各种形式的滤波器，目前由于微波频段的信号越来越密集，对信号选取工作的要求越来越高。
在微波毫米波电路中，滤波器是用途极其广泛的一种微波无件，其主要性能有：通带插入损耗，通带纹波，带外抑制及通带驻波比等参数。
参数说明：中心频率：给定相对最小插入损耗值（比如：-3dB）的对应两个截止频率的几何平均值。
带宽：给定相对最小插入损耗值的两个截止频率的间隔，即指从上限频率f2到下限频率f1的差值。
常用1dB带宽和3dB带宽表示。
（BW=f2-f1）相对带宽：带宽与中心频率的百分比值，即RBW=BW/f0*100%。
频率范围：给定相对最小插损值的两个截止频率范围，即指从下限频率f1到上限频率f2的频率范围，频率范围应包含的起始频率植f1和终止频率f2。
工作频率范围：需要滿足驻波、损耗、相位和损耗波动的频率范围。
工作频率范围应小于频率范围。
驻波、插入损耗和通带纹波在此范围才有意义。
插入损耗（或通带衰减）：即有用信号通过能力，由滤波器残存的反射及滤波器元件的损耗所引起，也受限于传输媒质的固有Q值，一般希望尽可能小。
通带纹波：即通带内信号幅度的起伏程度，通常规定起伏的最大值和最小值之差。
带外抑制（或阻带衰减）：即对不需要信号的抑制能力，一般希望尽可能大，并在通带范围外陡峭的下降。
无源器件的基本知识
三维工程技术培训讲义1射频基本参数介绍无源器件原理介绍三维工程技术培训讲义2射频基本参数介绍三维工程技术培训讲义3射频基本参数介绍固有噪声电平以KTB 定义的热噪声功率，和实际噪声功率电平之间的差别（以dB 表示）叫做噪声系数。
把它折算到电路或系统的输入端，噪声系数就为在线性有噪系统中，已算出了多种带宽内的固有噪声电平:一个实际系统中，在没有互调失真的情况下，输入噪声系数决定了最低)log(10)log(10KTB P NF Nactual dB −=三维工程技术培训讲义4射频基本参数介绍 功率/电平)是指放大器输出信号能量的能力，直放站的输出功率一般就是它的ALC 电平宽。
一般单位为w 、mw 、dBm 。
注：dBm 是取1mw 作基准值，以分贝表示的绝对功率电平。
三维工程技术培训讲义5射频基本参数介绍 增益;是指放大器在线性工作状态下对信号的放大能力,即放大倍数，单位可表示为分贝（dB）。
即：dB=10lgA（A为功率放大倍数）;是指放大器在线性工作状态下对信号的放大能三维工程技术培训讲义6射频基本参数介绍 插损当某一器件或部件接入传输电路后所增加的衰减，单位用dB表示。
如果一个无源器件输出的信号是输入信号的三维工程技术培训讲义7射频基本参数介绍三维工程技术培训讲义8射频基本参数介绍三维工程技术培训讲义9射频基本参数介绍 噪声系数噪声系数定义为系统输入信噪功率比（SNR 0）与输出信噪功率比（SNR 1）的比值。
噪声系数表征了信号通过系统后，系统内部噪声造成信噪比恶三维工程技术培训讲义10射频基本参数介绍 线性线性通常用来度量放大器使信号形状失真的程度。
通常要求放大器工作在线性工作环境中，即输入与输出的信号完全一样，只是工作幅度被放大或缩小。
三维工程技术培训讲义11射频基本参数介绍 互调;互调是指非线性射频线路中，两个或多个频率混合后所产生的噪音信号。
;互调产生的本来并不存在“错误”信号，此信号三维工程技术培训讲义12射频基本参数介绍 互调（举例）频率A 及B 上的载波，产生如下互调信号：1阶：A ，B2阶：（A+B ），（A-B ）三维工程技术培训讲义13射频基本参数介绍f1f22f1－f22f2－f1F(MHz)三维工程技术培训讲义14射频基本参数介绍三维工程技术培训讲义15射频基本参数介绍互调失真对系统的影响（举例）•三阶互调失真信号（A=935MHz ，B=960MHz)•2A-B=1870-960=910MHz 2B-A=1920-935=985MHz •A 及B 代表GSM 发射频率2A-B 进入GSM 接收波段，带三维工程技术培训讲义16射频基本参数介绍 互调产生的原因•构件材料•因为磁滞的关系，铁质材料是属非线性的•材料不纯三维工程技术培训讲义17射频基本参数介绍 隔离度本振或信号泄漏到其他端口的功率与原有功率之比，单位为dB 。
光无源器件介绍范文
光无源器件介绍范文光无源器件，又称为光传输无源器件，是指在光通信或光网络中起到信号传输、辅助和转换的功能，但没有电源和活动部件的器件。
光无源器件包括各种被动元件，如光纤、光耦合器、光分路器、光滤波器、光合分器、光切换器等等。
在光通信和光网络中，光无源器件的使用非常广泛且至关重要。
首先，光纤是光无源器件中最基础和最关键的一个。
光纤的作用是将光信号传输到目标地点。
光纤由细长的玻璃或塑料材料制成，其核心是一个折射率较高的介质，被一个折射率较低的包层包围。
光纤的传输速度快、信号损耗小、带宽大，使其成为光通信和光网络中最常用的传输介质。
其次，光耦合器是光无源器件中一种常见的元件，用于实现光信号的耦合和分配。
光耦合器可以将入射光信号分配到多个输出端口，也可以将多个光信号通过耦合器的输入端口合并到一个输出端口。
光耦合器通常以光栅波导结构实现，其工作原理是通过光栅波导的折射率周期性变化将光信号耦合到不同的传输通道。
光分路器是另一种常见的光无源器件，用于将光信号按不同的比例分配到不同的输出通道。
光分路器通常采用耦合波导技术，通过改变波导的结构或尺寸使得不同的输出通道对应不同的传输损耗。
光分路器广泛应用于光网络中的信号分配、波长分割和波长选择等应用场景。
光滤波器是一种能够选择性地传递或阻挡特定波长的光信号的器件。
光滤波器通常采用薄膜多层堆积技术，通过控制多层膜材料的厚度和折射率来实现对特定波长的选择性透过或反射。
光滤波器在光通信中被广泛应用于波分复用和波分多路复用系统中，用于合并或分离不同波长的光信号。
此外，光合分器和光切换器也是光无源器件中的重要代表。
光合分器是一种能够将多个光信号合并到一个输出通道的器件，常用于光网络中信号的合并和集中。
光切换器则是一种能够通过调节输入和输出通道的连通状态实现光信号的切换的器件。
光切换器在光通信和光网络中能够实现对光路的切换、光路的互联等重要功能。
总之，光无源器件是光通信和光网络中不可或缺的一部分。
无源器件讲义
无源器件 主要工作参数： 工作频带 插入损耗 分配比 隔离度 驻波比 功率容量 无源交调 接头类型
功率分配器
无源器件
功率分配器
插入损耗
是分配损耗以外的不可还原的损耗，当分配器用作合成器 时的损耗称为合成损耗，合成损 耗等于插入损耗+分配损 耗。当合成器输入信号幅度频率相位均相同时，合成损耗 中的分配损耗为0。
无源器件
滤波器是一种二端口网络，有选择频率的特性。 分类：低通、高通，带阻、带通。 技术：二项式（巴特沃斯），切比雪夫、椭圆函数
滤波器
主要参数： RF插入损耗
波纹 带宽 矩形系数 阻带抑制
无源器件
双工器
双工器是频分双工体制收发信系统的一种重要部件，起 着对接收机和发信机在同时工作时收发频率隔离作用，一般 由收发滤波器组成，后接一共有部件至天线。
名称 型号 频率范围 驻波比 分配损耗 插损 最大输入功率 阻抗 接头 体积 重量 环境温度 相对湿度
功分器
名称 型号 频率范围 分配损耗 插损 驻波比(所有端口) 隔离度 3 dB ≤0.3 dB RD-52N/NP-B0
RD-5 2 （3/4）N /NP-B0
微带功分器 RD-53N/NP-B0 800~2200MHz 4.8 dB ≤0.5 dB ≤1.2 :1 ≥20dB 6 dB ≤0.4 dB RD-54N/NP-B0
P1
① ④ P4 P3 耦合 装置
P2
②
③
耦合装置的耦合方式有孔、分支线、耦合线等形成不同的 定向耦合器。
无源器件—功率分配元器件
定向耦合器
(1) 耦合度 输入端“①”的输入功率P1与耦合端“③” 的输出功率P3之比定义为耦合度，记作C。
光无源器件
激光雷达中的应用
激光准直器
用于激光雷达的发射端，将激光束准直为平行光，以提高激光雷 达的测量精度和距离。
光学滤波器
用于滤除激光雷达接收端中的背景光和干扰光，提高信噪比和探 测灵敏度。
光电探测器
将激光雷达接收到的光信号转换为电信号，以便进行后续的信号 处理和分析。
其他领域的应用
1 2 3
光学仪器
光无源器件可用于显微镜、望远镜、光谱仪等光 学仪器中，以改善成像质量、提高分辨率或实现 特定功能。
光无源器件
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目 录
• 光无源器件概述 • 光无源器件原理及技术 • 常见光无源器件介绍 • 光无源器件性能指标及测试方法 • 光无源器件应用案例分析 • 光无源器件市场前景及挑战
01 光无源器件概述
定义与分类
定义
光无源器件是光通信系统中的重要组 成部分，用于实现光信号的传输、分 配、耦合、隔离、滤波等功能，而无 需外部能源驱动。
距离和接收灵敏度的要求。
传感领域的应用
光纤光栅传感器
01
利用光纤光栅的波长选择性反射特性，实现对温度、压力、应
变等物理量的测量。
光纤陀螺仪
02
基于萨格纳克效应，利用光纤环中的两束反向传播的光波干涉
来测量旋转角速度。
分布式光纤传感器
03
通过测量光纤中后向散射光的强度和时间变化，实现对温度、
应变等物理量的分布式测量。
场景。
行业法规政策影响因素
1
国家对光通信产业的支持力度不断加大，相关法 规政策逐步完善，为光无源器件市场发展提供了 有力保障。
2
随着全球环保意识的提高，环保法规对光无源器 件的生产和使用提出了更高要求，推动行业向绿 色、环保方向发展。
光无源器件的技术分析
光无源器件的技术分析光无源器件是光通信系统中的重要组成部分，主要用于光信号的传输和调制。
它是指光电转换过程中没有能量输入的器件，也就是没有外部电源的驱动。
1. 光传输技术：光无源器件中最基本的技术就是光传输技术。
光传输技术是指通过光纤等传输介质将光信号从一个地方传输到另一个地方。
目前广泛应用的光纤传输技术主要包括多模光纤传输和单模光纤传输两种。
多模光纤传输适用于短距离传输，而单模光纤传输适用于长距离传输。
2. 光调制技术：光调制技术是指通过改变光信号的某些参数来传输信息的技术。
主要有强度调制、相位调制和频率调制等几种方式。
强度调制是最常用的一种方式，利用光源的亮度进行调制。
相位调制则是通过改变光信号的相位来进行调制，频率调制则是通过改变光信号的频率来进行调制。
3. 光转换技术：光无源器件还需要将光信号转换为电信号或者其他形式的信号。
光转换技术包括光电转换和光声转换等，主要是通过光电二极管、光电倍增管等光电器件来实现。
4. 光谱分析技术：光谱分析技术是光无源器件中的重要技术之一。
光谱分析用于研究光的频率、波长和强度等参数，以及光之间的相互作用和传输等。
光谱分析技术可以通过光谱仪等仪器来实现。
5. 光学隔离技术：光无源器件中常常需要采用光学隔离技术来实现对光信号的分离和隔离。
光学隔离技术可以在不同波长光之间实现光学耦合和隔离，同时能显著降低光学噪声和交叉干扰。
光无源器件的技术分析主要包括光传输技术、光调制技术、光转换技术、光谱分析技术和光学隔离技术等方面。
这些技术在光通信系统中起到关键的作用，能够实现光信号的传输和调制，并将光信号转换为电信号或其他形式的信号。
无源器件介绍
二、无源器件原理介绍
功分器必须掌握几个关键指标： 分配比 插入损耗 隔离度 功率容量 工作频带
二、无源器件原理介绍
在室温下，1Hz频带宽度内产生的热噪声功率为：
PNT(B) =（1.38 x10-23焦耳/ k）*（ 294k）* (1Hz) = 4.057x10 -21 W = 4.057x10-18 mW
用分贝表示为 -174dBm/1Hz。 在理想的无其他噪声的系统里，放大器的输入噪声即为热噪声。放大器的 输出噪声包含了放大了的输入热噪声加放大器自身产生的噪声总和。
二、无源器件原理介绍
★ 环形器
使信号单方向传输的器件。所有射频信号以同样的环形方向传输，但是 只能从一个端口出去，所有射频信号必须从它遇到的第一个端口出来。它是 结合磁铁和一种特殊类型的材料即铁素体来完成。
频率范围：1.89～1.92GHz 最大正向损耗：0.4 dB 最小反向损耗：20dB 最大电压驻波系数：1.2。
★功率/电平
功率指电磁波能量。输出功率指放大器输出电磁波的能量。一般功率单位为 瓦w、毫瓦mw；用分贝表示为dBw、dBm。
1w = 1000mw；0dBw =10lg1w ；0dBm =10lg1mw；0dBw = 30dBm。
其他： 5W 10w 20w
10lg5000=37dBm 10lg10000=40dBm 10lg20000=43dBm
二、无源器件原理介绍
二、无源器件原理介绍
★衰减器
在相当宽的频段范围内一种相移为零、其衰减和特性阻抗均与频 率无关的常数，由电阻元件组成的四端网络，其主要用途是调整电路 中信号大小、改善阻抗匹配。衰减器可以分为两种类型：固定的和可 变的。通常工程上我们多采用固定衰减器。目前我们多采用的有5dB 、10dB、15dB、20dB、30dB、40dB等。衰减器我们最关注的指标 是衰减大小、功率容量大小等。
光无源器件概述
类型：无源、有源
无源器件主要包括：光连接器、光衰减器、光耦合器、光 波分复用/解复用器、隔离器、环行器、滤波器、光调制器、 光开光等。
有源器件主要包括：激光器、光探测器、光放大器等。
3
光纤无源器件技术
4
无源器件功能
光无源器件是一种能量消耗型器件，主要功能是对信号或能 量进行连接、合成、分叉、转换以及有目的的衰减等，在光纤通 信系统以及各类光纤传感系统中是必不可少的重要器件。
光纤无源及有源器件 技术及应用
1
主要内容：
光纤无源器件技术
光纤光栅、滤波器、调制器等
光纤放大器技术
掺铒光纤放大器、拉曼放大器等
光纤激光器技术
多波长光纤激光器、锁模光纤激光器、单频 光纤激光器等
2
光器件
用途:
实现光信号的连接、能量分路/合路、波长复用/解复用、光路 转换、能量衰减、方向阻隔、光-电-光转换、光信号放大、光信号 调制等功能，是构成光纤通信系统的必备元件。
光波分复用器和解复用器是WDM光纤通信系统中 的关键部件。
25
熔锥光纤型波分复用器结构和特性
P P1
P2
0
1 2
26
1 2 3
1+ 2+ 3
光纤
透镜
光栅
衍射光栅型波分复用器结构示意图
27
光纤
1 2 3
1+ 2+ 3
棒透镜 光栅
采用棒透镜的光栅型WDM
28
光波导
开角
(a)
波导型波分解复用器
1.3 mm
19
光纤耦合器的技术参数
(6) 工作波长范围
十常见光无源器件制作工艺
十常见光无源器件制作工艺常见光无源器件制作工艺：光无源器件是指利用光学材料、结构和工艺来制造的无源元件，如光纤、光波导和光栅等。
这些器件不需要外部电能供给，能够在光的作用下实现特定的光学功能。
光无源器件具有体积小、重量轻、传输速度快、抗干扰能力强等优点，在通信、传感和光学计量等领域得到了广泛应用。
1.光纤制备技术：（1）预制棒拉丝法：首先将光纤芯棒制作成预定的形状和尺寸，然后用预制棒拉丝机将其加热并逐渐拉伸，形成预制光纤。
拉丝温度和拉伸速度的控制是关键，以保证光纤的质量。
（2）气相法：将有机金属化合物气体送入石英管中，经过热分解和化学反应生成光纤材料，最后通过气相催化沉积方法使得光纤材料沉积在石英管壁上。
（3）浸渍法：将预制的石英管浸入液态光纤材料中，通过浸渍和取出石英管的循环处理，使光纤材料沉积在石英管壁上。
2.光波导制备技术：（1）直写法：利用激光束通过透镜系统将光聚焦在光波导材料表面，对光波导结构进行直接写入。
直写可以实现复杂的光波导结构，并且不需要掩膜，制备过程简洁方便。
（2）离子交换法：将离子溶液浸渍到基底上，通过离子交换反应使离子置换到基底中的离子位置，从而形成光波导结构。
（3）光栅法：利用光栅对光波导进行调制，形成光波导的参数周期性变化，从而实现光波导结构的制备。
3.光栅制备技术：（1）光刻法：在光硬化的光刻胶上，利用掩膜对光刻胶进行曝光，然后进行显影和退火等步骤，最后得到光栅结构。
（2）干涉法：利用干涉光束对光敏材料进行曝光，形成亚波长的光栅结构，然后进行显影和退火等处理。
（3）激光直接写入法：利用激光束直接写入光敏材料，通过调节激光能量和扫描速度等参数，形成光栅结构。
以上是常见光无源器件制作工艺的介绍。
不同类型的光无源器件有各自的制作技术和工艺流程，但都离不开对光学材料和光学结构的加工和处理。
随着技术的不断进步，相信光无源器件的制作工艺将不断完善，为光电通信和光学应用领域带来更多的创新和发展。
无源器件介绍
广告牌系列
广告牌系列 频率范围(MHz)：824~960 外观：与环境协调，适合
于小区绿化环境安 装，可实现广告照 明及隐蔽通信多项 功能。 此为双频天 线，适合对某一独 立楼宇进行覆盖。
蔽通信多项功能。可以实现覆盖某一特定楼宇，安装方便。 此为双频天线，适合对某一独立楼宇进行覆盖。可做成支持 3G的宽频天线。 •天线罩材料：外框为不锈钢，中央为有机玻璃。
广告牌系列
•草坪指示灯箱定向天线 •频率范围（ MHz ）：824~960 •外观：与环境协调，适合于小区绿化环境安装，可实现广告照明及 隐
要有6dB、10dB、15dB、20dB. •外观：
电桥
电衰减器
负载
❖ 负载：在电桥的末端吸收多余的信号，屏蔽外界 的干扰。终端在某一电路（如放大器）或 电器输出端口，接收电功率的元/器件、 部件或装置统称为负载。
❖ 外观：
光分路器
光分路器：新光纤直放站一拖二、一拖三、一拖四时分配光功率 工作波长：1.31μm&1.55μm 损耗：1.31波长每公里损耗0.5dB,1.55波长每公里损耗0.3dB 外观：
890 ∼ 960（TYXQ-9006-CP1） 1890∼ 1920（TYXQ-1907-CP1） 外观:外形美观，与环境协调，并可同时实现隐蔽通信与装饰照明 多项功能。此天线频带较宽，兼容小灵通频段。可以在小区 两栋楼宇之间安装（楼宇间距离不宜超过30米），覆盖两侧 楼宇的低层（一般为1－3层）。 天线罩材料：玻璃钢
外观：
光衰减器
天线
八木天线 抛物面天线 板状天线 角形天线 室外全向天线 室内全向／定向吸顶天线 小区美化天线
无源器件讲义
滤
波
器
滤波器是改变传输通道的频率响应、抑制
无用信号、保障有用信号传输质量的无源 器件或电路． 滤波器有两个输入端和两个输出端．当某 一频率范围的信号通过滤波器时，其中衰 减很小的频率范围称通带，衰减极大的频 率范围称为阻带，通带和阻带交界处的频 率称为截止频率fc. 率称为截止频率fc.
种类：
均衡偏差
均衡偏差为工作频段内规定频率点均衡值与理 论均衡值的差，它反映均衡器对电缆损耗的补偿 程度．均衡偏差值越小，补偿效果越好． 反射损耗 他是衡量均衡器输入端和输出端匹配好坏的指 标．反射损耗越大，端口的阻抗匹配越好． 载流量 在采用集中供应电方式的CATV系统中，均衡器 在采用集中供应电方式的CATV系统中，均衡器 应能为后续的远程供电放大器提供电流回路，即 具有通过一定大小电流的能力．－－－过流型 （馈电型）均衡器．
１.按对不同频率信号的衰减特性分类： a. 高通滤波器 b. 低通滤波器 c. 带通滤波器 d. 带阻滤波器 ２.按谐振元件分类： a. ＬＣ滤波器 b. 螺旋滤波器 c. 晶体滤波器 d. 机械滤波器 e.声表面滤波器 e.声表面滤波器
３.按电路结构分类： a.集中参数滤波器 a.集中参数滤波器 b.分布参数滤波器 b.分布参数滤波器
均
衡
器
有限电视系统中，电缆对传输信号的衰减量与信
号频率的平方根成正比，即电缆的衰耗－频率曲 线是倾斜的．要在整个工作频率上取得平坦的响 应特性，就必须对电缆的衰耗－频率特性给予适 当的补偿．补偿的方法之一就是设计一个均衡器， 使之较多地衰减低频部分而较少的衰减高频部分， 它与一定长度的电缆相联接，再在均衡器的输出 端设置一个具有平坦特性的放大器，即可将信号 电平恢复到原来的水平．
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图5带通滤波器基本构成 事实上，低通滤波器是整个滤波器设计的基础，包括带通滤波器、带阻滤波器和高通滤 波器均是低通滤波器变化而来。 比如低通滤波器到带通滤波器采用了如下的变换：
图 5 低通滤波器到带通滤波器元件转换示意图
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体积，以同轴腔为例，一个900MHz的8级滤波器，如果采用如下排列：
图 20 一个 8 级同轴腔示意图
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如果采用20mm×20mm的谐振腔，滤波器的总尺寸大约是50mm×200mm可能损耗是1.5dB， 而如果采用40mm×40mm的谐振腔，滤波器的总尺寸大约是100mm×380mm可能的损耗是 0.7dB。 Ø Ø 滤波器级数，滤波器级数越大，损耗越大。因此要获得一定的带外损耗，我们必须选择 合适的数学函数和尽可能少的级数。 当然还会有其它的一些因素，加工误差、电镀（镀银的质量）和表面光洁度等。
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图11 WCDMA发射机和接收机采用双工器连接 l 信号的选择等， 中频滤波器带宽直接影响接收机的性能，实际上所有雷达通信 等接收机系统设计很大程度上就是滤波器指标的提出。
图12 接收机采用不同的中频滤波器的输出信号 （采用不同的带宽，信号的幅度并没有多少改变，而噪声能量却大大降低，滤波器带宽 越窄，噪声能量越低，这样信号越能够被检测而不被噪声干扰。） l 频率合成器中大量使用滤波器
无源器件技术介绍
提高篇
烽火科技集团 武汉虹信通信技术有限责任公司
目录
一、滤波器 ............................................................ 3 1.1 滤波器的理想特性 ................................................. 3 1.2 滤波器的电气符号 ................................................. 4 1.3 滤波器的的分类： ................................................. 4 1.4 滤波器的基本构成 ................................................. 5 1.5 滤波器的作用 ..................................................... 6 1.6 基本技术指标 ..................................................... 9 二、 功分器 .......................................................... 17 2.1 概述 ............................................................ 17 2.2 功分器的通用符号 ................................................ 18 2.3 功分器的技术指标 ................................................ 19 三、 耦合器与电桥 .................................................... 23 3.1 耦合器的符号 .................................................... 23 3.2 耦合器的技术指标 ................................................ 26 3.3 电桥 ............................................................ 30
图 14 低通滤波器的 1dB 带宽和 3dB 带宽的定义
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图15 带通滤波器的1dB带宽和3dB带宽的定义 现在最常用的定义不是 3dB 带宽和 1dB 带宽，很多用户直接定义其工作频带，比如一 个频率为 960-1040MHz，通常用户要求在规定的工作频段内，各项技术指标必须满足其要 求，比如插入损耗、带内纹波、驻波等。比如在 960-1040MHz 频带内，要求插入损耗小于 0.5dB， 带内纹波小于 0.25dB， 此时的 1dB 带宽或 3dB 带宽设计和调试时应比 960-1040MHz 宽，否 则如将 1dB 带宽或 3dB 带宽定义 960-1040MHz 范围，无论如何均不能满足要求。
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图 8 接收机干扰抑制
图9 更加复杂的系统
如舰载电子系统，非常多的各种电子系统集中在一个很小的空间上
图 10 超外差接收机 l 不同频率信号的合路和收发开关等；
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图18 低通滤波器的插入损耗和带内波动示意图 因此在实际应用的时候， 必须保证与滤波器连接的器件的稳定性，包括在工作频带之外 的稳定性。
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a 图19 滤波器带外驻波
a 低通滤波器 b 高通滤波器
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图17 低通滤波器的插入损耗和带内波动示意图 (3). 回波损耗(Return Loss)和驻波（VSWR） 绝大多数的滤波器的回波损耗的描述均是指通带内的情况。 我们可以看到一个非常需要注意的事实： 滤波器的带外衰减是靠滤波器的反射将信号反射回 去从而达到衰减的作用，因此滤波器的通带指外，回波损耗基本为 0，驻波为无穷大。见图 19 。
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1.4 滤波器的基本构成
滤波器的基本组成元件为电容和电感， 任何其它形式的滤波器均是以分布电容和电感的 方式实现的。 ,
图4低通滤波器和高通滤波器基本构成 （上两图为低通滤波器，下两图为高通滤波器）
1.1 滤波器的理想特性
Байду номын сангаас图 1 理想滤波器特性
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1.2 滤波器的电气符号
图 2 滤波器的电气符号
1.3 滤波器的的分类：
l 从功能上分： 分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。 l 从实现方式分： l LC滤波器（LC Filter）（低通、高通、带通、带阻） l 同轴腔滤波器(Coaxial Cavity Filter)（带通、带阻） l 梳齿滤波器(Combline Filter)（带通、带阻） l 交指滤波器(Interdigital Filter)（带通、带阻） l l l l l l 波导滤波器(Waveguide Filter)（低通、高通、带通、带阻） 介质滤波器(Dielectric Filter)（低通、高通、带通、带阻） 同轴滤波器(Coaxial Cavity Filter)（低通、带通） 微带线和带状线滤波器(Microstrip/Stripline Filter)（低通、高通、带通、带阻） 悬置线滤波器(Suspend line Filter)（低通、高通、带通、带阻） 超导滤波器（HTS Filter）（低通、高通、带通、带阻）……..
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图6从理想LC滤波器到实际滤波器的转换示意图 a 低通滤波器 b 带通滤波器
1.5 滤波器的作用
l
抑制电磁干扰， 包括防止其它的信号进入接收机和防止发射机发射不需要的信 号，如图7、图8、图9所示。 抑制不需要的信号：如在混频器前加入的镜像抑制滤波器，如图10所示；
l
图 7 低通滤波器对发射机谐波抑制
图16 带通滤波器工作频带和1dB带宽和3dB带宽的关系
相对带宽（Relative Bandwidth，RBW）： 相对带宽定义为（1dB带宽或3dB带宽或工作频带）与中心频率的比值。 比如一个中心频率为2000MHz的滤波器，1dB带宽为200MHz，则1dB相对带宽10%; 再比如，中心频率为10GHz的滤波器， 1dB带宽为200MHz（0.2GHz），则1dB相对带 宽2%; 尽管两种滤波器的带宽是一样的，但这两种滤波器的相对带宽差异很大。 相对带宽主要的影响是插入损耗，相对带宽越小，同样工艺的滤波器损耗也越大。 (2). 插入损耗(Insertion Lossy)和带内波动(Ripple) 插入损耗的定义为在工作频带内滤波器的最大损耗。 带内波动定义为在工作频带内滤波器最大损耗和最小损耗之差； 我们不能将频带内的最小的损耗定义为插入损耗，但很多其它的公司这么做；在进行市场宣 传时必须注意。
图13 一个频率合成器实例
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1.6 基本技术指标
1. 通带(Pass Band)描述 (1).带宽和相对带宽 带宽(Bandwidth) 由于滤波器的衰减随频率的不同是不一样的，所以滤波器的带宽必须 有一个基准，也就是说多大的衰减才算是出了滤波器的通带，一般可以定义某dB衰减对应 的频率范围，即×dB带宽，常用1dB带宽和3dB带宽来定义。 1dB带宽为插入损耗的最小值下降1dB所对应的频率范围，3dB带宽一样定义。 也有用×dB带宽定义带外衰减的，比如40dB带宽，其定义与1dB带宽和30dB带宽 相同，但是这种滤波器仅仅只用在比较对称的滤波器形状下。