滤波器到底是什么呢？滤波有什么用呢？

在关于雷达原理的说明中，经常见到各种滤波器的描述，那滤波器到底是什么呢？可以简单理解为：滤波器是用于滤波，怎么滤呢？通过信号的频率特性来过滤；滤波有什么用呢？得到想要的频率，去除不想要的频率信号。滤掉的频率哪去了？滤波过程中，这些滤除的信号转变成了热能，最后由雷达散热部分（主要是风冷和水冷）处理掉。

一、常见滤波器

雷达中常用的滤波器有以下几种：

1.低通滤波器：对频率滤波，去高存低。容许低于截至频率的信号通过，但高于截至频率的信号不能通过电子滤波装置。

2.高通滤波器：对频率滤波，去低存高。让某一频率以上的信号分量通过，对于该频率以下的信号分量不允许通过。

3.带通滤波器：允许特定频率段的信号通过，同时屏蔽其他频率段的信号。如LRC震荡回路就是一个模拟带通滤波器。

4.带阻滤波器：与带通滤波器相反，屏蔽特定频率段的信号。

以上四种滤波器一般在需要时使用，不一定每部雷达中全部都有使用，早期都是设计在模拟电路中，使电路实现滤波功能，现今数字时代，滤波器都变成了算法实现，也就是在雷达最前端就进行数字化，后续的滤波处理就变成了在计算机中用算法来进行滤波处理了。

二、匹配滤波器

匹配滤波器：使输出信噪比最大的线性滤波器，其滤波器的传递函数形式是信号频谱的共轭。啥意思呢？这种滤波器不是简单对频率的处理，而是为了信号检测做准备的（信号检测的核心需求就是信噪比要高，关于这个问题单独开篇说明），它是雷达能够进行信号检测的前提，也是核心的滤波器。下面重点来说它。

匹配滤波的特性是：一方面，从幅频特性（就是幅度和频率的一个函数，有时画图显示）来看，匹配滤波器和输入信号的幅频特性完全一样。这也就是说，在信号越强的频率点，放大倍数也越大；在信号越弱的频率点，放大倍数也越小。这就是信号处理中的马太效应。也就是说，匹配滤波器是让信号尽可能通过，而不管噪声的特性。其一个前提是白噪声，也即是噪声的功率谱是平坦的，在各个频点都一样。因此，这种情况下，让信号尽可能通过，实际上也隐含着尽量减小噪声的通过，从而使输出信噪比（SNR）最大。

另一方面，从相频特性上看，匹配滤波器的相频特性和输入信号正好完全相反。这样，通过匹配滤波后，信号的相位为0，正好能实现信号时域上的相干叠加。而噪声的相位使随机的，只能非想干叠加。这样在时域上保证了输出信噪比大最大。

实际上，在信号与系统的幅频特性与相频特性中，幅频特性更多地表征了频率特性，而相频特性更多地表征了时间特性。匹配滤波器无论从时域还是频域，都充分保证了信号尽可能大地通过，噪声尽可能小地通过，因此能获得最大信噪比的输出。

三、匹配滤波的作用

匹配滤波器对信号做两种处理：

1.滤波器的相频特性与信号相频特性共轭，使得输出信号所有频率分量都在输出端同相叠加而形成峰值。

2.按照信号的幅频特性对输入波形进行加权，以便最有效地接收信号能量而抑制干扰的输出功率。

上面的说明比较专业和程式化，对于大部分工程应用来说，需要记住的是：匹配滤波器是使输出信噪比最大的线性滤波器，信噪比越大则越好进行信号检测。记住这个就好。