到的声音频带范围大约是在20至20000Hz，但为了能听懂对方的语言，大约只需传输300至3400Hz这一段频率的信号就够了，也就是说，一个语言信道至少要有3000Hz的频带，普通电话就是这样设计的。因此电话可以听懂但不悦耳，也就是不够逼真。为了相当逼真地传送语言和音乐，则需要占6至15KHz的频带，这就是广播所要求的频带。为了传送电视图象，则需要更宽的频带，对于我国的电视制式，一路黑白的或彩色的电视加上伴音要占据8MHz的频带。
为了避免相互干扰，一个地区或一条线路上各个信道所占的频带必须错开，因此在一定频段内所能容纳的信道是有限的。即使采用数字通信，线路的信息容量仍然取决于线路的频带宽度。
根据目前的技术水平，一条通信线路一般只有不超过百分之几的相对带宽。所以，为了把许多路电视、电话 或电报同时在一条线路上传送，就必须使信道容量，现代多路通信系统包括卫星通信系统几乎无例外地工作在微波波段。 2.3 视距传播能穿透电离层
各波段的无线电波传播特性是不一样的，长波可以沿着地球的弯曲表面传播到很远，这种传播方式叫地波。从中波过渡到短波，地波的衰减逐渐增大，传播距离逐渐减小。但短波可以借助60至300km高空的电离层折射返回地面，这种方式叫天波。短波通信就是利用了天波，它可实现远距离通信，但不够稳定，因为电离层的密度和高度随季节，昼夜以及太阳的活动而变化
到了超短波和微波波段，地波的衰减更大，已无法利用。同时，这个波段的电磁波一般不能被电离层折射返回地面，它能穿过电离层，因此也不能采用天波的传播方式。超短波和微波只能在视距内沿直线传播，并能穿过电离层达到外层空间。这种传播称为空间波。
微波的视距传播特性有它有利的一面，也有不利的一面。其有利方面是可以把作用范围限制在我们所需要的区域内，以避免干扰。同时由于微波可以穿透电离层而不像频率较低的电磁波那样被电离层折返或吸收，因此，地球和宇宙之间的通信、卫星通信等必须使用微波。 2.4 微波的热效应和微波能的应用
高频率感应加热和介质加热早已应用在许多工业部门。在微波波段，材料的介质损耗增大，特别是含水份的材料对微波能的吸收非常有效，从而使微波成为
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很好的加热手段。微波加热具有效率高、透热深度大、加热迅速等一系列优点。因此，微波加热和微波烘干正日益广泛地应用于粮食、茶叶、卷烟、木材、纸张、皮革、蚕丝、纺织、食品等工农业生产领域中。微波理疗也日益广泛地被利用
微波代替原来所用的煤、煤气或蒸汽进行加热或烘烤可以节约能源，提高产品质量，改善劳动条件，便于实现生产过程的自动化。此外，家庭烹饪用微波炉也已得到了广泛的应用。
微波在未来能源的探索和开发中也起着重要作用。例如，在受控热核聚变研究中利用毫米波电子回旋共振效应加热等离子体，在空间太阳能发电站的设计中用微波作为将能量送回地面的手段等。
二、滤波器原理
滤波器是一种二端口网络。它具有选择频率的特性，即可以让某些频率顺利 通过，而对其它频率则加以阻拦，目前由于在雷达、微波、通讯等部门，多频率工作越来越普遍，对分隔频率的要求也相应提高；所以需用大量的滤波器。再则，微波固体器件的应用对滤波器的发展也有推动作用，像参数放大器、微波固体倍频器、微波固体混频器等一类器件都是多频率工作的，都需用相应的滤波器。更何况，随着集成电路的迅速发展，近几年来，电子电路的构成完全改变了，电子设备日趋小型化。原来为处理模拟信号所不可缺少的LC型滤波器，在低频部分，将逐渐为有源滤波器和陶瓷滤波器所替代。在高频部分也出现了许多新型的滤波器，例如：螺旋振子滤波器、微带滤波器、交指型滤波器等等。虽然它们的设计方法各有自己的特殊之点，但是这些设计方法仍是以低频“综合法滤波器设计”为基础，再从中演变而成。
1.滤波器的基本概念
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图2.1的虚线方框里面是一个由电抗元件L和C组成的两端口。它的输入端1-'1与电源相接，其电动势为Eg，内阻为R1。二端口网络的输出端2－'2与负载R2相接，当电源的频率为零（直流） 或较低时，感抗Lwj
R2
两端的电压降E2比较大（当然这也就是说负载R2可以得到比较大的功率）。 但是，当电流的频率很高时，一方面感抗Lwj
变得很大，另一方面容抗-j/wc却很 小，电感L上有一个很大的压降，电容C又几乎把R2短路，所以，纵然电源的电动势 Eg保持不变，负载R2两端的压降E2也接近于零。换句话说，R2不能从电源取得多少功率。网络会让低频信号顺利通过，到达R2，但阻拦了高频信号，使R2不受它们的作用，那些被网络A（或其他滤波器）顺利通过的频率构成一个“通带”，而那些受网络A阻拦的频率构成一个“止带”，通带和止带相接频率称为截止频率。
什么机理使网络A具有阻止高频功率通过的能力呢？网络A是由电抗元件组成的，而电抗元件是不消耗功率的，所以，高频功率并没有被网络A吸收，在图一所示的具体情况中，它有时贮存于电感L的周围，作为磁能；在另一些时间，它又由电感L交还给电源。如果L和C都是无损元件（即它们的电阻等于零），那么，高频功率就是这样在电感与电源之间来回交换，丝毫不受损耗，这就是电抗滤波器阻止一些频率通过的物理基础。从这个意义来说，我们可以认为滤波器将止带频率的功率发射回电源去，同时也是因为这个关系，在止带内滤波器的输入阻抗是纯电抗性的。
图2.1的网络A是一个很简单的滤波电路，它的滤波效能是比较低的，在许多场合下，往往不能满足技术上的要求，而不得不采取更复杂的电路结构。然而，不管电路结构如何复杂，滤波作用的物理根源还是和前面所说的完全一样。 滤波作用是滤波网络所具有的内在特性，但滤波网络所能起到的作用还受外界因素（电源内阻R1和负载电阻R2）的影响。滤波效能首先决定于滤波器的内在特性（这是主要的），同时还决定于滤波器的外加阻抗（这也是不可忽略的）。那么，滤波器效能是用什么来衡量的呢？图2.2(a)表示一个电源，它的电动势为Eg，内阻为R1。设负载为R2，则当负载直接与电源相接时，它所能吸收的功率Po2为：
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现在我们将滤波器A接于电源与负载之间，如图2.2(b)所示，由于滤波器的特性，当电源频率变化时，出现于R2两端的压降E2是不同的，即R2
从电源所取得的功率
的Po2与R2的比值称为插入损耗Li：
插入损耗Li是衡量滤波器效能的一个参数。根据上面的讨论，显然可见，一个良好的滤波器的插入损耗在通带内应该比较低，而在止带内应该比较高。理想的滤波器的插入损耗在通带内应该等于零，而在止带内应该是无穷大。 插入损耗是普通滤波器常用的参数。滤波网络具有的阻抗变换特性不难使负载R2在整个通带内与电源达成匹配。这时，负荷所吸收的功率将超过Po2，而使Li取得负值。根据R1和R2的比值不同，Li的这个负值也不一样。因此，插入损耗Li并不是一个很方便的比较基准。为了避免这种困难，人们还提出另外一个参数，它以电源所能供给的最大功率Po为基准。从电工基础我们知道：
P1与Po的比值，如以分贝来表示，称为变换器损耗LA
根据以上给出的种种关系，可以算出：
从上式显然可见，当R1=R2上，这两者是混为一谈的。
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