板线交叉指状带通滤波器的设计毕业论文.doc

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1、 本科毕业设计说明书（论文） 第 40 页 共 40 页目 录1 引言22 滤波器的的发展简况23 滤波器的分类34 滤波器的应用35 滤波器的新结构的介绍551 同轴腔900MHz滤波器552 梳状滤波器653 2GHz频段滤波器754 矩形波导滤波器955 调谐微波滤波器1056 变容管电调谐微波带通滤波器1157 高温超导微波带通滤波器1158 多层陶瓷微波滤波器：126 滤波器设计的第一步127 板线交叉指状带通滤波器的设计1471 板线交叉指状带通滤波器的设计的简单原理1472 板线交叉指状带通滤波器的设计方法1673 其他问题208 指定滤波器的设计2281 确定n及：2282 计

2、算滤波器通带内的有功损耗，看是否超过允许值2283 计算指的宽度和指间距2384 侧壁间距离2385 设计的指定的滤波器26结论26致谢26参考文献26附录281 引言微波滤波器,就其基本谐振单元和耦合结构来说，属于边界电磁场-即“场”问题。但一般的设计方法是用“路”理论用“网络综合法”。从低通原型开始经频率变换导出各种电路网络，然后再用微波结构实现之。理想的滤波器应该是这样的一种二端口：在通带范围内他能使微波信号完全传输，而在阻带范围内它使微波信号完全不能传输。然而，我们只能设计出一种接近理想滤波特性的滤波器。滤波器在许多射频/微波的应用中扮演了重要角色。滤波器常用于分开或结合不同频率的电磁

3、波，光谱是有限的是必须被共享的;滤波器就是用来选择或限制射频/ 微波信号并且在里面分配了频谱界限。最初是应用在如无线通信，接着用更为严格的要求向射频/ 微波滤波器更高的性能，更小的体积,更轻的体重, 更低的费用发起挑战。依靠需求和规格，射频/ 微波过滤器可能被设计为集总元件或分配元件线路;他们可能在各种不同的传输光结构中被实现,像是波导，同轴电缆和微波传输带。新奇材料和制造技术的最新进步,包括单片集成电路的微波集成电路 (MMIC), 微型机电系统(MEMS),显微机械加工 ，高温超导体 (HTS) 和低温制窑 (LTCC),刺激着新微波传输带和其他的滤波器的高速发展。在此其间,计算机辅助设计

4、(CAD)工具 , 如电磁全波(EM) 模拟器已经被彻底改革为有着先进的过滤特性的许多新颖的微波传输带滤波器已经被示范。本文简单介绍了一下滤波器的分类和一些新结构滤波器，着重介绍了最简单的带通滤波器的设计板线交叉指状带通滤波器的设计。 2 滤波器的发展简况早在六十多年前，通信技术就应用了古典式的滤波器。1917年美国的康贝尔和德国的华格耐尔分别发明了LC电气滤波器。1922年索贝尔根据传输线理论，提出了特性参数滤波器的设计方法。此后，随着现代理论和实践的不断发展，使人们认识到集中的、线性的、有限的、无源的和双向的系统阻抗函数和其他转移函数，都是复频变量的有理函数。于是在19241941年间，法

5、斯特尔、达林顿、考尔、比罗基和柯色等人，先后又解决了已知的系统阻抗函数和其他转移函数来实现实际网络的设计方法。亦即运用连分式展开和部分分式展开的方法，这就是现代的网络综合技术。网络的特性可由网络函数来表示，而网络函数又根据网络特性的不同，可用波德瓦尔兹、切比雪夫、高斯、贝塞尔等数学多项式来近似表示。这样就构成了与这些名称相对应的滤波器，例如波德瓦尔兹滤波器、切比雪夫滤波器等等。随着无线电工业技术的发展，出现了很多具有高质量因数的元件和谐振器。将他们应用于滤波器网络，使滤波器的元件数目大大减少，体积大大减小，参数性能和稳定性明显提高，扩大了频段和带宽范围。同时也提高了生产绿，降低了成本。这些都是

6、直接用L、R、C组装的滤波器不能比拟的。现代通信技术中，广泛地应用了声提波晶体滤波器、陶瓷滤波器、梳状滤波器、高温超导滤波器等等。3 滤波器的分类滤波器的分类，按频段可以分为音频、射频和微波滤波器；按基本元件的电路结构可分为梯形滤波器和格形滤波器；按所有元件的特点可以分为LC、RC滤波器、具有分布元件的滤波器和具有电机械元件的滤波器；按网络内部有无能源又可分为有源和无源滤波器；大多数还是按在电子设备中的频率鉴别特点分为低通、高通、带通、带阻和全通五种滤波器，其定义如下：低通滤波器 它能通过从零频率到某一确定的截止频率的一个频带的能量，并抑制超过这个频率范围的所有能量通过。高通滤波器 它能通过某

7、一个确定的截止频率以上的一个频带的能量，并抑制这个频率以下的能量通过。带通滤波器 它能通过某一个较低截止频率到某一个较高截止频率范围内的波的能量，而抑制此两个频率范围之外的所有能量的通过。带阻滤波器 它能抑制某一个不需要的频率或频段的波的能量通过，而不在这个频率或频段范围的全部能量都将通过。全通滤波器 它能通过输入信号全部频率的能量，但对不同的频率会产生预定是相移。4 滤波器的应用随着科学技术的发展，电子设备在各个方面得到广泛的应用。因而滤波器的应用也越来越多，几乎成为电子设备中不可缺少的器件。预选滤波器 在所有高灵敏度的接收机的输入端，都需要预选滤波器。它能将需要与不需要的电信号分开。要求这

8、种滤波器对需要的电信号呈现很低的介入损耗，而对于不需要的电信号呈现很高的衰减。通常预选滤波器在重要的频带上是可以调协的。中频滤波器 一个典型的接收机，输入信号在经过预选滤波器选择之后，下一步就是在中频放大器内进行选择。通常，将这种滤波器设计在两个或三个中间级单元中，并用电子管或晶体管将它们隔开。单边带（SSB）滤波器 比之对称特性的预选滤波器来说，单边带滤波器需要不对称的衰减特性。其目的是将不需要的边带抑制到使之在所接收的信号中不产生明显的幅度畸变和不稳定性。不需要的边带抑制不充分，就会引起不希望有的拍频。梳状滤波器 当信号在一个周期脉冲系列表示时，其最佳滤波器可为一个由窄带滤波器链组成的梳状

9、滤波器，它通过不连续的频率成分，并区分出噪音（噪音通常具有连续的频谱）。梳状滤波器最重要的应用是取出运动目标（如卫星、飞机和导弹等）的多普勒频率漂移数据。进入的信号将激励这些滤波器中的一个，并仅仅在那条通道上建立起输出。多路传输滤波器 远距离大型通信系统，如果沿着一条线只能传输一个信息，这将是很不经济的。采用多路传输技术可以同时传输很多个信息，这样，就从根本上将每个信道的价格降低了很多。对这种滤波器的主要要求是在通带外有尽可能尖锐的衰减，以抑制通道之间的串音，并且可以在同一条线内容纳更多的信息。抗干扰滤波器 如果雷达系统没有抗干扰的措施，人为产生的干扰噪音可能完全使雷达目标消失。为了改善对目标

10、的操纵和探测能力，需要一些特殊性能的设备，而窄带滤波器是关键的器件。在这种情况下的主要要求是在脉冲信号下工作的滤波器，应当既具有选择性又具有减小超调量和瞬时扰动的能力。为满足这些要求，滤波器的频率特性曲线通常是贝塞尔型或高斯型。5 滤波器的新结构的介绍5.1 同轴腔900MHz滤波器 在移动通信系统中，为了扩大覆盖区域或解决“暗区”问题，需建立直放站。其双工器滤波器的设计，由于谐振波长较长，谐振单元不宜采用谐振器而应采用终端“同轴电容”加载的谐振腔。实际长度约为的6075之间。这种加载形式提高了腔体空间的利用率，同时Q值几乎没有下降。而且合理选择各零件的材料，可使温度补偿达到最佳。 根据带通滤

11、渡器设计的方法，一般有四腔、六腔和七腔滤波器。图1是七腔滤波器的典型结构，图2是它的典型电气曲线。 图1 900MHz七腔滤波器的典型结构图 图2 900MHz七腔滤波嚣电气曲线囤滤渡器盒体用铝材加工，内导体用黄铜，螺钉用钢；或者内导体和螺钉同时采用优质钢棒加工。各加工件表面均电镀银。调试时谐振螺钉调节运带中心，腔间电感窗处的螺钉调节切比雪夫等波动。它的通频带为890915MHz和935960MHz两种。滤波器盒体与盖板的接触良好是影响性能的重要困索。应在电流端多增加盖板固定螺钉，提高短路效果，防止电磁场外漏。5.2 梳状滤波器 梳状滤波器是另一类应用广泛的传统带通型式。当通频带带宽在2以上，

12、且工作频率不高于3GHz时这种结构形式是极理想的选择。它的传统设计是谐振杆采用截面方形，终端采用集中参数的“平板电容”调谐。这种设计加工复杂，往往需采用数控线切割机加工，造成成本高、周期长，且终端平扳电容在频率高时不如终端同轴电容合理。特别是输入、输出结构比较复杂，不易调试。针对上述问题，设计了新结构的滤波器。圈3是六谐振器的梳状滤波器，图4是它的典型电气曲线。盒体用铝板加工，谐振杆和调节螺钉的材料选择准则同前所述。工作频率可在2.4526CHz上调协。调谐端增加调谐螺钉，可降低加工精度和提高响应曲线的质量。入、出耦台采用“抽头”耦合。改变耦合点的位置可使回波损耗曲线最佳。实践表明，这种结构的

13、滤波器性能优良、结构简单。 图3 六谐振器梳状滤波器结构图 图4 六谐振器梳状滤波器电气曲线5.3 2GHz频段滤波器微波接力信道机的前端分支电路，主要是由波道滤波器及分支线构成。由于信道带宽小于1，且波道配置是一系列离散的频率点。因此，需要可宽频率范圈调谐的窄带带通滤波器，不但中心频率可调，级联耦合也可调。另外输入、输出耦合也必须可调以使各频点的回波损耗最佳。因此，腔体滤波器是最理想的方案。传统的同轴腔滤波器的结构一般是用标准矩形波导型材为基础，用银焊耦合片及内导体构成。这种结构往往造成内腔壁污染、腔体高温变形以及耦合不可微调等缺点。 近年来由于加工工艺的发展，分别设计了新结构的双腔、四腔和

14、五腔2GHz频段带通滤波器。图5是典型的五腔结构图，其典型电气曲线见图6。腔体的盖板设计在谐振单元的开路端使电流损耗最小。内导体固定于腔体底面。内导体也可与腔体加工成一体，其精度高、一致性好，盖板应有定位孔使电容同心度好，容易调试。腔体的排列和级数可以方便地改变和增减。 图5 2GHz五腔滤波器结构图 图6 2GHz五腔滤波器电气曲线5.4 矩形波导滤波器 从矩形空腔膜谐振单元的体积和加工精度来说，这种形式的滤波器从X波段直到Ku波段都可得到较满意的效果。但传统的设计，不论是由电感销钉还是电感膜片构成的滤波器中，均有如下问题：其一是必须选标准的矩形波导管，这样就使滤波器的结构死板，并且两端的联

15、连必须用法兰，若直接与同轴波导转换一体加工，则不能分别调试；其二是谐振单元本身，由于边长和高度是固定的，不能得到最佳Q值；其三是加工工艺使腔壁变形和内壁污染造成不希望的损耗。在微波信道机中，收、发信机的接口一般为同轴口，采用传统设计时每个波道必须增加转接器这样就造成结构死板，特别是在上、下变频器中，这种滤渡器是很不合理的。而采用新结构的滤波器，输入输出均用同轴头，腔体滤波器用板材加工，谐振腔单元做成方腔。这样腔单元的Q值和滤波器的效率可达到最佳，各单元的排列也可自由，结构简化、灵活，特别是在部件中使用这种滤波器的优点是显而易见的。采用这种结构，我们设计了7GHz、8GHz和11GHz频段的各种

16、滤波器。图7和图8分别是8G赫兹频段滤渡器的典型结构图和电气曲线图。腔体材料可用铝扳材普通加工，优点是加工容易、成本低，内表面的光洁度好；其缺点是温度特性稍差。也可用“优质钢板数控线切割机加工，其精度高，调试容易，温度特性好，但内表面的光洁度稍差。不管采用哪种材料，通带宽度的设计应留有充分的温度裕量。调试时应注意根据当时的环境温度，以及稳漂系数折算出“调试中心”频率来，代替实际的中心频率。 圈7 8GHz五腔滤波器结构图 图8 8GHz五腔滤波器电气曲线5.5调谐微波滤波器调谐微波滤波器的腔间耦合大多采用圆孔耦合。这种耦合结构对于窄带调谐滤波器来说，其调谐范围很小，而对宽带调谐滤波器，虽然调谐

17、范围有所改善，但会产生大波纹效应，使滤波特性变差。详细地分析了圆孔耦合结构特征的基础上，提出了用矩形孔作为调谐微波滤波器的腔间耦合结构。另外，传统分析方法中用横截面孔的等效电路模型作为侧面耦合孔的等效电路模型是不合理的，因此建立了腔间侧面孔的等效集总参数电路模型。而由这种等效电路所推导出的滤波器的通带宽度公式也只适用于小尺寸孔的耦合，对于大尺寸矩形孔，关于孔面上场分布对滤波器通带宽度的影响，在大量实验数据的基础上给出了修正公式。实验证明：通过采用矩形孔作为调谐微波摅波器的腔间耦合结构，不仅可以极大地扩大微波滤波器的调谐范围，保证其通带宽度在较大的调谐范围内基本不变，而且还消除了大带宽滤波器中的

18、大波纹效应。5.6 变容管电调谐微波带通滤波器微波滤波器是随着微波技术的发展而应用日益广泛，它工作于高频段，具有与一般滤披器不同的结构和特点。 电调谐微波滤波器在电子支援措施(EsMElectronic Sopport Measures)接收系统中具有广泛的应用，系统通常要求滤波器具有较宽的调谐范围和较高的Q值由于电调谐带通滤波器的中心频率的变化给电路实现带来了很大的困难，如插损问题和驻波问题描述的电调谐滤波器是针对航天部某工程接收系统的要求设计完成的系统不仅要求调谐频率的范围宽，调谐速度高，而且在调谐频率的范围内滤波器的响应形状要保持不变，又由于滤波器工作在微波高频段，所以实现起来难度很大。

19、 现在应有广泛的是YIG小球磁调滤波器。其无载Q值很高，可达10000，它的铁磁谐振频率可用电控偏置磁场H。的大小，在倍频程以上的频率范围内实现电调，然而它的电调谐速度受到磁滞效就的影响，难以提高为了满足调谐速度高这个要求，采用变容管电调谐技术，电调变容管PN结的耗尽层电容随外加偏压而变化，不存在磁滞，此外电调变容管的反向漏电流小，几乎没有功耗。 5.7 高温超导微波带通滤波器微波带通滤波器是一种应用很广泛的微波器，以往使用的常温导体微波器件体积大、成本高，噪声随频率升高很快，这对卫星通讯等多级放大的远距离通信来说影响比较大，热噪声会引起信号畸变，经多级放大和远距离通信后，失真加重，信号传输的

20、准确性下降，影响接收效果。 高温超导材料具有极高的无载Q值和理想的微波特，用这种材料制成的器件微波性能很好，具有很低的插入损耗及带内衰减，并且有非常陡的平移特性，这样可以充分利用信号频带，增加互不干扰的信道数量，并能避免信号传输失真。超导滤波器不仅带内衰减低，而且相位延时和色散特性也大为改善，所以具有诱人的发展前景。目前对高温超导滤波器的研制开发结果表明它具有很大的应用潜力。 随着高温超导研究的进一步发展，高温超导材料可以替代以往的常规材料，制成低损耗、高Q值、体积小的元件。选择带通滤波作为研究对象，在结构上，采用平行耦合标准微带结构。作为对器件的进一步改善，对平行耦合悬置微带结构也进行了设计

21、考虑。5.8 多层陶瓷微波滤波器滤波器是一种用来抑制噪声，使信号通过的电子元器件。它广泛应用于通信系统、电力系统和家电系统等领域。工作于低频段的无源滤波器可以采用分立元件来实现，当工作频率超过0.5 GHz时，由于工作波长与滤波器元件的物理尺寸可相比拟，若仍采用分立元件来实现，就会因为存在多方面的损耗而使电路性能严重恶化，所以此时的滤波器必须采用分布参数元件来实现。随着信息产业的发展，尤其是通信行业的发展，对于小体积、高性能和低成本的工作于0.9 GHz，1.8 GHz，2.4 GHz，5.8 GHz等射频、微波频率范围内的滤波器的需求量大大增加。多层陶瓷微波滤波器由于具有体积小、重量轻和性能

22、好等诸多优势，在通信系统、家电系统等领域受到了越来越多的重视。目前，在多层陶瓷微波滤波器的研究、开发和应用中，美国、日本等少数国家掌握了比较成熟的技术，而我国虽然已经引进了一些国外的生产设备，但仍处于试验、探索阶段，无法进行大规模的批量生产，尤其在理论研究和具体设计方面，很少涉及。6 滤波器设计的第一步对于每一种滤波器，设计的第一步就是：根据给定的插入衰减一频率响应的要求，确定：滤波器低频等效梯形网络中应该用几个元件（亦即n等于几）？每一个元件或归一化数值应为多少？因为滤波器的下一步设计，将直接和及发生关系。具体步骤如下：确定滤波器在低通、高通、带通、带阻等四种形式中选哪一中形式？并且根据不同

23、的滤波器及其特点，选定滤波器的结构形式。根据对滤波器插入衰减及相位的要求，确定滤波器的插入衰减和频率的关系取为最大平滑式还是切比雪夫式。一般情况下均取切比雪夫式。因其阻带内插入衰减上升快。换句话说，在满足同样的阻带要求的情况下，此种滤波器中需要使用的元件的数目少，因而便于制造和调整。只有在对滤波器相位频率关系的非线性度有较高的要求时，才考虑是否取最大平滑式。但即使是这样，在其通带内的相位频率关系也不完全是线性的。根据对滤波器插入衰减频率响应的要求，确定滤波器等效梯形网络中必须应用的元件数目n等于几。 因为已知需阻止的频率之数值，对于该中形式滤波器，算出它相应的相对频率之数值。 根据算得的的值以

24、及要求的值利用特性曲线，当取定通带内最大的插入衰减值时，就可以定出：为在处达到（db）值，滤波器低频等效梯形网络中必须的元件数目n。若n非整数，则可取下一个较大整数。通带内的衰减是由设计者自己根据要求选定的。 根据滤波器插入衰减频率响应的函数形式（是切比雪夫式或最大平坦式），取定的通带内插入衰减值，以及滤波器低频等效梯形网络中元件的数目n,查表得到滤波器效梯形网络中各元件的数值。7 板线交叉指状带通滤波器的设计71板线交叉指状带通滤波器的设计的简单原理板线交叉指状带通滤波器的的结构如图9所示。其中如手指状伸在两快平行盖板中间的金属条（编号由1n），其长度为l（近于。/4），是/4谐振器。对于中

25、等带宽以内的交叉指状带通滤波器，编号为0及（n1）的两条金属条不是谐振器而是输入、输出线。它们各自有一端和输入、输出同轴线的内导体相联。金属条简称“指”的厚度均为t，而板线上、下盖板之间的距离为b。两个侧壁间的距离L取。/4（。为滤波器通带中心频率对应之波长）。此种结构的滤波器，在电性能上相当于一组位于两块金属盖板之间的爬行耦合线，如图10所示。其截面如图11所示。它适合于设计通带宽度在30以内的带通滤波器。当宽度进一步加大时，此种形式的滤波器在制造上将难以实现。在图11中，Ck(k=0，1，2，n+1)称为每一个指的“自电容”，Ck,k+1(k=0,1,n)称为指之间的“互电容”，Wk(k=

26、0，1，2，n+1)称为每个指的“宽度”，SK,K+1(k=0,1,n)称为“指间距”。设计时主要的任务是根据对滤波器的要求，计算出各个指的宽度Wk，以及指间距离Sk,k+1。图9 交叉指状带通滤波器 图10 交叉指状带通滤波器图11 金属盖板之间的一组平行耦合线72 板线交叉指状带通滤波器的设计方法对于此滤波器有：相对频率=w。= ，为通带的两个边界频率7.2.1 确定n，g。，的数值根据对滤波器的要求，确定出滤波器低频等效梯形网络中必须使用的元件数目（即为本滤波器中谐振器的数目），以及各元件g。，的数目。7.2.2计算滤波器通带内的有功损耗，看是否超过允许值滤波器通带中心频率处的有功损耗为

27、： =（db）式中 = ：为每个谐振腔的无载Q值。 n : 滤波器低频等效梯形网络中元件的数目。 ：滤波器低频等效梯形网络中元件的数值。7.2.3利用曲线查指的“宽度”和“指间距”Sk,k+1的方法： 设计通带宽度在110之间，且以空气为介质的板线交叉指状带通滤波器，其各指的宽度和“指间距”Sk,k+1可以查曲线（附录图1图8）而得。曲线是对以下几种情况作出的。 带宽：由110n:分别为3，4，5，6，7，8对最大平坦式滤波器，=3（db）对切比雪夫式滤波器，=0.01,0.1,0.5(db)曲线的使用方法如下：曲线上的尺寸是对应于板线尺寸为b=8,t=1.6的，如果板线尺寸虽不同，但t/b仍

28、为0.2，则此时和Sk,k+1可以按下法求得：若对于：b=8,t=1.6(t/b=0.2)查得：Wk(k=0，1，2，n+1)及SK,K+1(k=0,1,n)则对于：b=，t=(/=0.2)有： =及= 7.2.4 用公式计算指的“宽度”和“指间距”Sk,k+1的方法：如果对滤波器的要求使得上述曲线无法利用（例如不在110内），可以利用下述步骤来计算和Sk,k+1： 计算每一个指的自电容和互电容： ，：输入、输出同轴线的特性导纳植 K=1，2，n-1 K=1,2,n-1 求各个指的“自电容”/ K=2，3，n-1 求各个指之间的“互电容”： K=1，2，n-1 在上述各式中的参量h应先由下式解

29、出，然后在代入各式中进行计算：令： 并解出h值式中：K=n/2,当n为偶数时，K=（n+1）/2,当n为奇数时。此式的意义在于使滤波器内各腔的无载Q值和能高一些。上述各式中和分别为板线内充填的介质的介电常数和相对介电常数。对于空气有=1。 利用各个指之间的互电容求“指间距”Sk,k+1： Sk,k+1可由的值，按附录图9上的曲线查得。求出的为，因b已知，故Sk,k+1可知。 图中移动参量为t/b，=。 求各个指的“宽度”： 先利用附录图9上的的曲线，对应于每一个求出的“指间距”Sk,k+1求出对应的。然后按下述各式进行计算： K=1，2，n式中：C。/，为每个指的自电容 可以根据t/b的值由附

30、录图10查得。对t/b=0.2，=0.695。如果任何一个求出的，则之值应修正为值， 修正值：7.2.5 侧壁间距离L L=，为滤波器通带中心频率对应之波长。若有介质时，为该介质中之波长。7.2.6 指长l滤波器中各指（1，2，n）的长度均为l，它可由实验方法最后确定，因为 故 l可先取得比稍短一、二个毫米，然后用实验方法测出滤波器通带位置，并利用上式，只需一，两次实验，即可以找到合适的l，使滤波器通带位于预定的位置上。7.3其他问题7.3.1减小通带内有功损耗之关键： 对窄带滤波器，上下盖板和侧壁配合是否紧密是减小通带内有功损耗的关键。 滤波器内表面的光洁度对有功损耗亦有明显的影响，一般依波

31、长不同可在。7.3.2 调谐螺钉： 可在腔（“指”1，2，n）的对面拧入，螺纹细牙，且需防止松动。对b=16，t=3.2的滤波器，指对面伸入的一只M5螺钉，在S波段可调频带超过100Mc，对C波段超过500Mc。 应适当调整指的长度l，以使刚好调谐时，调谐螺钉进入腔内不太深（例如12mm），以减小有功损耗，并减小温度的影响。7.3.3 同轴线一板线的连接 同轴线为507同轴线，板线尺寸为b=16，t=3.2:如图12所示的变换。在1500-7000Mc内，驻波约为1.05。 图12 507同轴线到b=16，t=3.2的板的线的过渡同轴线为507同轴线，板线尺寸为b=8，t=1.6：如图13所示

32、，采用了一个补偿间隔，同轴线内导体直接和输入线相联。此种过度在4-11Gc内，驻波约为1.01。 图13 507同轴线到b=3，t=1.6的板的线的过渡7.3.4 驻波问题：制造出的滤波器如果发现驻波过大时，可适当减小和的尺寸，即可减小驻波。这可由在W。及（输入、输出线）上拼接上一块金属薄片来实现。7.3.5 输入、输出线距两端盖板之距离见前图1，取为板线上、下盖板之间的距离b即可。即 b此时两端盖板对滤波器性能的影响可以忽略不计。8 指定滤波器的设计欲设计S波段带通滤波器，技术指标如下： 中心频率 通带 10Mc 通带内衰减的最大值1db 欲阻止的频率：40Mc 对欲阻止的频率的衰减30db

33、8.1 确定n及： 因： 欲阻止频率的相对频率为： 当=4.01时，对切比雪夫滤波器,由附录图11得 若取： =0.10db，n=3，由附录图表12可得8.2 计算滤波器通带内的有功损耗，看是否超过允许值公式为： 式中： ：趋肤深度（米） （对铜而言） b:板线接地板距离， t:板线内导体的厚度， :半波长。决定取b=16，t=3.2(毫米)当f=2.4Gc，=m 则板线谐振器的无载Q植为：则通带内的有功损耗为：故滤波器通带内插入衰减的最大值=0.43+0.1=0.53db,满足使用要求。8. 计算指的宽度和指间距给定输入、输出同轴线的特性阻抗为50，相应于欧姆。8.3.1计算每一个指的自电容

34、和互电容：，确定h，令：板线内介质饿空气，故有解得：h=4.94 8.3.2利用互电容求指间距：b=16,t=3.2由之值，查附录图9上b之曲线得：8.3.3求各个指的宽度：先由附录图9b的曲线对于每一个b求出对应的为：以及由附录图10得，当t/b=0.2时，0.695各个指的宽度为：故有：=15.1488=6.41286.50568.4 侧壁间距离31.258.5 设计的指定的滤波器结 论文章对一些新结构滤波器进行了介绍，并简述了微波滤波器器的设计原理，最后设计出了一款指定指标的板线交叉指状带通微波滤波器，并通过该技术指标微波滤波器的设计，对微波滤波器有了更进一步的了解。致 谢感谢沙侃老师在

35、这段时间对我细心的指导，给了我充分的支持和鼓励。还要感谢周边同学对我的帮助。参 考 文 献1 林为干，微波网络,国防工业出版杜，1978.62 姚毅,宽范围调谐微波滤波器耦合结构的研究,电子科技大学硕士论文19933 史云涛,钟鹏飞,变容管电调谐微波带通滤波器的设计,内蒙古大学学报,1996.14 赵晓红 高温超导微波带通滤波器的研制,北京邮电大学学报,1996125 曹效能,杨炳彩，方希曾等高温超导膜微波滤波器,电子科学学刊，19916 林德云.高T。超导材料的微波特性及其应用,1991年全国微波会议论文集西安,19917 顾其净，项家桢袁孝康微波集成电路设计,北京,人民邮电出版社，1978

36、8 马延爽, 微波带通滤波器的新结构, 无线电通信技术,19979 吴小燕，覃亚丽，许佳，陆德龙，王剑强, 多层陶瓷微波滤波器的设计, 浙江工业大学学报,200410 格里维,高频传输线的物理基础M,上海,上海科学技术出版社，198411 盛振华,电磁场微波技术与天线M,西安,西安电子科技大学出版社，199712 威庚廉斯,电子滤波器设计手册M,北京,电子工业出版社，198613 Jia-Sheng Hong, M. J. Lancaster Microstrip Filters for RF/Microwave Applications. John Wiley & Sons, Inc. 20

37、0114 廖承恩, 微波技术基础, 西安电子科技大学出版社, 2001.15 谢处方等, 电磁场与电磁波,高等教育出版社, (第二版) 199816 G.L.Matthaei“交叉指状带通滤波器”IRE on MTT vol.10，1962，NO.6 附 录 图1 通带内起伏为0。01db的切比雪夫式滤波器图2 通带内起伏为0。01db的切比雪夫式滤波器 图3 通带内起伏为0。1db的切比雪夫式滤波器图4 通带内起伏为0。1db的切比雪夫式滤波器图5 通带内起伏为0。5db的切比雪夫式滤波器 图6 通带内起伏为0。5db的切比雪夫式滤波器 图7 最大平坦式滤波器图8 最大平坦式滤波器 图9 矩形截面耦合线的偶膜边缘电容和互电容 图10 一个绝缘的矩形板的归一化边缘电容 图11 通带内起伏为0。10db的切比雪夫式滤波器特性 图12 切比雪夫滤波器低频等效梯形网络中的各元件数值表