微波滤波器的综合和设计

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1、目录第一章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．11．1研究的目的和意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．11．2国内外研究状况和发展趋势⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11．3本论文的主要工作和创新⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3第二章微波滤波器基本理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．52．1微波滤波器的分类及适用场合⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．52．2微波二端口网络基础⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯72．3滤波器的主要参数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．92．4低通原型滤波器理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

2、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．102．4．1微波滤波器的低通原型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．112．4．2最平坦低通原型滤波器理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．122．4．3切比雪夫低通原型滤波器理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯132．4．4椭圆函数低通原型滤波器理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯142．5频率变换⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯152．5．1由低通到高通的频率变换⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．162．5．2由低通到带通的频率变换⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．172．5．3由低通到带阻的频率变换⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

3、⋯⋯．182．6只有一种电抗元件的低通原型滤波器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯19第三章交叉耦合及广义切比雪夫滤波器综合⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．233．1交叉耦合的基本理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．233．2C1'，CQ拓扑结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．243．3广义切比雪夫滤波器综合⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．263．3．1广义切比雪夫多项式综合⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．273．3．2耦合矩阵的综合⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯293．3．3旋转矩阵消零⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．33第

4、四章微波滤波器的实现⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯374．1理查德变换和科洛达恒等关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯374．2K、J变换的微波实现⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．394．3实验方法实现⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．43第五章滤波器设计实例⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．512微波滤波器的综合与设计5．1微波滤波器实例⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．：⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．515．2联合仿真探讨⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯60第六章结论与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯63致谢⋯⋯⋯⋯⋯

5、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．65参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯67第一章结论第一章绪论1．1研究的目的和意义近些年来随着微波、毫米波技术的迅速发展，无线通信系统得到了蓬勃的发展，微波频带出现了相对拥挤的状况，为了合理利用频带资源，相关部门对频带作了更细的划分。微波滤波器作为一种频率选择装置，是现代微波、毫米波通信系统中一个非常重要的组成部分，是微波、毫米波系统中不可缺少的器件之一，其性能的优劣直接影响到整个通信系统的质量。随着电磁环境越来越复杂和频率拥挤越来越严重，这对无源

6、微波滤波器的性能指标提出更高的要求，如何设计出性能优异的滤波器，以降低系统对信号的衰减，更好的选择所需信号，抑制各种干扰信号，成为一个备受关注的话题。因此如何设计出高性能的微波滤波器也成为现代微波滤波器设计的一个很重要的研究方向。如今，滤波器的高阻带抑制、宽频带、带内平坦度、群时延和窄过度带等成为用户关心的主要技术指标。为了提高通信容量和避免相邻信道间的干扰，要求滤波器有陡峭的带外抑制；为了提高信噪比，要求滤波器有较低的插入损耗；为了减小信号的失真度，要求通带内有平坦的幅频特性和群时延；而为了满足

7、现代通信终端的小型化趋势，要求滤波器要有更小的体积和重量。因此，为了满足设计需要，新结构、新材料和新的设计方法需要引入到滤波器的设计中来，以求设计出满足现代通信系统要求的滤波器。随着我国数字通信技术的快速发展，尤其是第三代移动通信与卫星通信技术的快速发展，对高性能的微波滤波器的需求也越来越迫切。近些年来国际上对微波滤波器的研究也越来越广泛和深入，而国内的研究却并不多，国内更多关注于应用。国内滤波器开发成本高，效率低，调试周期长，也影响到了通信系统的快速发展，而如何高效、快速的设计出满足要求的滤波器

8、，同时降低生产成本，也推动了滤波器综合理论研究和实现技术研究的开展。1．2国内外研究状况和发展趋势在微波滤波器理论的研究和设计过程中，许多专家和学者做出了大量的工作和贡献。早在1915年，德国科学家K．W．帅er就首创了闻名于世的“瓦格纳滤波器”的设计方法，而与此同时美国科学家GA．CaIlbeU提出了后来被称为“图像参数法"的滤波器设计方法。直到1917年，两国的科学家才分别独立的发明了LC2微波滤波器的综合与设计滤波器，1918年第一个多路复用系统在美国的应运而生。随后越来越多