濾波器能夠濾波的本質是利用構造特定的阻抗特性引起反射和損耗來實現對頻率的選擇。

如果從能量守恒的角度來講，被抑制掉的信號去哪里了？

我們先看一下基本電路原理，上圖中，負載接收的功率為

我們知道，最大功率傳輸條件是，源和負載滿足共軛匹配。

當源阻抗選為純電阻50歐時，負載也得為50歐，它才能吸收最大的功率。

負載阻抗與源阻抗相差越大，能量反射回到源的比例越大，負載吸收功率越少。

怎樣衡量兩阻抗差異程度呢，我們回顧一下電磁場與波，電磁波從媒質1垂直入射到媒質2，會出現透射與反射的現象。 反射系數模值越大，反射能量越多。

如果在源和負載之間插入一個無源無耗二端口網絡，使得我們從源向右看去的阻抗，在通帶等于50歐，而阻帶與50歐相差很大（即反射系數很大），這個網絡就有了濾波性能。

所以說濾波器在某種程度上可以看作一個阻抗變換器。

舉個例子說明，在AWR中，查看上圖電路的阻抗實部虛部

取源電阻50歐，查看反射系數（S11）、負載與源功率比（Pratio），有

通帶內，實部接近50歐，虛部趨于零，也就是負載阻抗接近于源阻抗； 反射系數模值趨于零（匹配，全透射），功率傳輸接近50%。

阻帶內，實部接近于零，虛部很大，類似一個純電抗元件，儲能而不耗能； 反射系數模值很大，接近于1（全反射），功率傳輸基本為零。

這也就解釋了為什么濾波器在通帶內傳輸功率，而在阻帶內抑制功率的頻率選擇特性了。

審核編輯：湯梓紅