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微波滤波器设计

系别：信息与通信工程系 专业：通信工程

姓名：程斌 指导教师：杨曙辉

【摘要】 微波滤波器是微波系统中重要元件之一，它是一种对频率具有选择性的二端口网络，用来分离或者组合各种不同频率信号的重要元件。在微波中继通信、卫信通信、雷达技术、电子对抗及微波测量中，具有广泛的应用。本设计的目标是掌握微波带通滤波器的基本设计方法，并设计出1.2G~2.0Ghz微波带通滤波器。

【关键词】微波带通滤波器 微波谐振器 导纳变换器 Ansoft Designer

1.引言

微波滤波器是微波系统中重要元件之一，它用来分离或者组合各种不同频率信号的重要元件。在微波中继通信、卫信通信、雷达技术、电子对抗及微波测量中，具有广泛的应用。

众所周知，滤波器的设计在低频电路中是用集总参数元件（电感L和电容C）构成的谐振回路来实现。但当频率高达300Mhz以上时，低频下的集总参数的LC谐振回路已不再适用了。这一方面由于当回路的线性尺寸和电磁波的波长可以比拟时，辐射相当显著，谐振回路的品质因数大大下降，因而必须采用分布参数的微波滤波器。

任何一个微波系统都是由各种各样的微波器件、有源电路和传输线等组成的。微波元件种类很多。按传输线类型可分为波导式、同轴式和微带式等；按功能可分为连接元件、终端元件、匹配元件、衰减元件、相移元件、分路元件、波型变换元件、滤波元件等；按变换性质可分为互易元件、非互易元件和非线性元件等。

滤波器种类很多。按作用分有低通、高通、带通、带阻滤波器；按插入衰减频率特性的响应有最大平坦式、切比雪夫式和椭圆函数式滤波器等；按传输线类型分有波导型、同轴型 、带状型和微带型滤波器；按工作方式分有反射式、接收式等；按应用分类有可调、固定调谐；按加载方式有单终端、双终端等；按带宽分有窄带、中带和宽带滤波器等等，还有许多种按设计方法的分类。

常见滤波器分为以下几类 ：

1）直接耦合或1/4波长耦合谐振器滤波器

这是一种端耦合滤波器，它应用于同轴线、带状线、波导各种形式他的设计方法有基于集总元件低通原型和基于阶梯阻抗变换器原型。前者适用于相对带宽较小和中等通带波纹的窄带带通滤波器的设计，后者适用于相对带宽较大和较小通带波纹的宽带带通滤波器的设计。

2）平行耦合式带通滤波器

这是边耦合滤波器，它有开路耦合线和短路耦合线两种对偶形式。可用于窄带或者宽带都行，但阻带特性不是很好，会出现寄生通带。

3）交指型带通滤波器

这种滤波器结构紧凑，性能优良，适用于各种带宽的结构和设计方法。它由终端短路和终端开路两种形式，前者适用于窄带，后者适用于宽带。

4）梳状线带通滤波器

这是一种更为紧凑的滤波器，谐振器长度取决于加载电容的大小，衰减特性不对称，主要适用窄带设计。