為何雜散測試需要使用濾波器【轉載】
1.概述
在ITU-R SM.329-11 建議書中，對雜散發射（spurious emission）的定義如下：
雜散發射指的是在必要帶寬之外的一個或多個頻率上的發射，其發射電平可以降低其值而不致影響相應信息的傳輸。雜散發射包括諧波發射、寄生發射、互調發射及變頻產物，但帶外發射除外。
雜散發射按其來源不同可分為以下兩種：
- 傳導雜散：指天線連接器處或電源引線引起的任何雜散發射。
- 輻射雜散：指由於機箱（或機櫃）以及設備的結構而引起的任何雜散發射。
雜散發射按產品工作模式的不同可分為以下幾種：
- 工作模式下的雜散：指產品處於工作狀態下產生的雜散發射。
- 空閑或待機模式下的雜散：指產品處於空閑或待機狀態下產生的雜散發射。
- 發射機雜散：指產品的發射機工作在最大輸出功率狀態下產生的雜散發射。
- 接收機雜散：指產品的接收機工作處於工作狀態，同時發射機處於不發射狀態下產生的雜散發射。
2. 雜散測試的重要性
通信產品的發射機輸出信號通常為大功率信號，在產生大功率信號的過程中可能會在發射信號的頻帶之外產生較高的雜散。如果雜散落入某個系統接收頻段內的幅度較高，則會導致接收系統的輸入信噪比降低，造成通信質量惡化，這就是所謂的雜散幹擾。目前所有通信產品的射頻測試，包括但不限於2G/3G/4G產品都需要測量雜散指標。對無線電管理工作來說，雜散發射是產生幹擾的重要原因，所以在無線電發射設備檢測中，雜散發射是一個重要的必測項目。
3. 濾波器的作用和類型
濾波器是一種對信號有處理作用的器件或電路，主要作用是讓有用信號盡可能無衰減的通過，對無用信號盡可能大的反射。濾波器一般有兩個端口，一個輸入信號、一個輸出信號，利用這個特性可以允許某一部分頻率的信號順利的通過，而另外一部分頻率的信號則受到較大的抑制，它實質上是一個選頻電路。濾波器隨著電子行業的不斷發展也越來越被廣泛生產和使用。
濾波器按照用途可分為電源濾波器、射頻濾波器等。本文主要講述的是射頻濾波器。射頻濾波器是用來分離不同頻率射頻信號的一種器件。它的主要作用是抑制不需要的信號，使其不能通過濾波器，而只讓需要的信號通過。對於無線終端產品來說，在產品的天饋線系統中，濾波器是必不可少的器件。為了對發射機產生的帶外信號進行抑制，規範輸出信號的頻譜，一般在發射機的輸出端和天線之間加接濾波器。另外濾波器還是構成雙工器或多工器必不可少的組成部分。
射頻濾波器按頻率的通帶範圍可分為：低通、高通、帶通和帶阻四個類型。高通和低通，顧名思義是可以同高頻或通低頻。而把信號能夠通過的頻率範圍，稱為通頻帶或通帶；反之，信號受到很大衰減或完全被抑制的頻率範圍稱為阻帶。這四種濾波器在無線通信系統中都有應用，其中在無線終端產品中以帶通濾波器的應用最為廣泛，而在射頻測試系統中使用高通和帶阻最多。
濾波器選擇的基本思路是根據濾波器的指標要求，如通帶工作頻段、阻帶工作頻段、插入損耗、帶內波動、帶外抑制、端口駐波比、隔離度、矩形系數、功率容量、群時延等指標。
4. 為何要雜散測試要使用濾波器
在射頻的雜散測試中，濾波器主要用來限制某一特定頻率，使其衰減一定量的幅度，同時帶外插入損耗比較小。例如：被測產品發射的功率較大，而雜散測試需要測試的是雜散域的頻率信號，而非工作頻率信號。工作頻率信號過大會影響到雜散信號的測量，所以需要使用濾波器對工作頻率信號進行抑制。
但是也許有人會說對工作頻率信號進行抑制也可以用衰減器，不一定要使用濾波器。使用衰減這種做法到底合不合適，請繼續往下看：
首先我們了解一下測試雜散所用的主要儀器——頻譜儀的結構原理：
我們可以看到在頻譜儀處理輸入信號的前端有個非線性的元器件——混頻器，眾所周知當信號電平較高時，混頻器工作在非線性變頻狀態，將產生高階互調和混頻增益壓縮，而且過高的電平可能會燒壞混頻器。
降低輸入信號電平可以使用濾波器也可以使用衰減器，那麽為什麽雜散測試要使用濾波器呢？，接著往下看：
以下是實際使用頻譜儀測試GSM900信號的例子，被測產品以最大功率發射信號（33±2dBm），下面這些測量結果中，綠色的線條是限值。
4.1.這是使用抑制度超過70dB的濾波器測得的結果，測試結果比較準確。
4.2.這是移除濾波器並且沒有加衰減器測得的結果，沒有濾波器和衰減器把輸入信號電平降低到合適的電平，所以造成測量過載，測試結果嚴重不準確。
4.3.這是移除濾波器後加了10dB衰減器測得的結果，10dB衰減器並沒有把輸入信號電平降低到合適的電平，所以造成測量過載，測試結果也嚴重不準確。
4.4.這是移除濾波器後加了20dB衰減器測得的結果，20dB衰減器把輸入信號電平降低到一定程度，但是仍沒有降到最佳輸入電平，所以造成一定的線性失真，測試結果也不準確。
4.5.這是移除濾波器後加了30dB衰減器測得的結果，30dB衰減器把輸入信號電平降低到一定程度，但是仍沒有降到最佳輸入電平，所以還是造成一定的線性失真，測試結果也不準確。不過測量結果明顯要比加20dB衰減器要好。
4.6.這是移除濾波器後加了36dB衰減器測得的結果，36dB衰減器把輸入信號電平降低到比較低程度，但是仍沒有降到最佳輸入電平，所以還是造成一點點線性失真，測試的諧波結果雖然比其他衰減值要好，但仍然不夠準確。從這幅圖看出測試結果的底噪已經超過限值了，並且需要測量的雜散信號已經淹沒在底噪中，繼續加大衰減值已經沒有意義了。
怎樣才能較準確的雜散測量結果呢？在頻譜儀輸入混頻器上輸入信號時，使所產生的失真電平小於某個規定電平時的輸入信號電平叫最佳輸入電平。它隨混頻器的構造不同而有所不同，通常頻譜儀的最佳輸入電平是-30dBm。用這樣的電平輸入時，規定頻譜儀產生的失真電平和假響應電平小於-90dBm，即在-30dBm到-90dBm間出現的信號是真正的信號。在實際測量中，為使測量不失真，或使假響應電平減至最小，應經常使用最佳輸入電平。但為了降低底噪，所以需要選用抑制度比較高的濾波器，把被測產品的工作信號抑制到很低的電平，滿足頻譜儀的最佳輸入電平的需求，才能測得最準確的結果。
由上述可見，如果不采用適當的濾波器，將會造成失真、假響應、過載、儀器底噪淹沒被測信號等現象。比如由於主頻信號的存在使得雜散超標。
5. 射頻常用的濾波器介紹
目前射頻測試使用的帶阻濾波器大部分是腔體濾波器，體積較大，矩形系數好。而高通濾波器常用的有LC高通濾波器、RC高通濾波器、微帶高通濾波器，體積小，矩形系數較差。腔體濾波器由諧振腔、調諧螺釘等組成，與其它性質的濾波器比較，結構牢固，性能穩定可靠，體積小，Q值適中，高端寄生通帶較遠而且散熱性能好，可用於較大功率和頻率應用範圍。常見的腔體濾波器如下圖：
（常見腔體帶阻濾波器外觀照）
（常見高通濾波器外觀照）
（常見腔體濾波器內部照）
（常見腔體濾波器結構圖）
（900MHz頻段帶阻濾波器典型的濾波特性圖）
原文地址：http://www.baluntek.com/news/news.asp?pk=36
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