【正文】 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 1 頁(yè) 共 38 頁(yè) 目 錄 1 引言 .......................................................... 2 2 濾波器的的發(fā)展簡(jiǎn)況 ............................................ 2 3 濾波器的分類 .................................................. 3 4 濾波器的應(yīng)用 .................................................. 3 5 濾波器的新結(jié)構(gòu)的介紹 .......................................... 5 5． 1 同軸腔 900MHz 濾波器 ........................................... 5 5． 2 梳狀濾波器 .................................................... 6 5． 3 2GHz 頻段濾波器 ................................................ 7 5． 4 矩形波導(dǎo)濾波器 ................................................ 9 5． 5 調(diào)諧微波濾波器 ............................................... 10 5． 6 變?nèi)莨茈娬{(diào)諧微波帶通濾波器 ................................... 11 5． 7 高溫超導(dǎo)微波帶通濾波器 ....................................... 11 5． 8 多層陶瓷微波濾波器 ： ......................................... 12 6 濾波器設(shè)計(jì)的第一步 ........................................... 12 7 板線交叉指狀帶通濾波器的設(shè)計(jì) ................................. 14 7． 1 板線交叉指狀帶通濾波器的設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單原理 ....................... 14 7． 2 板線交叉指狀帶通濾波器的設(shè)計(jì)方法 ............................. 16 7． 3 其他問(wèn)題 ..................................................... 20 8 指定濾波器的設(shè)計(jì) ............................................. 22 8． 1 確定 n及 , 10 gg ?? 1?ng ： ..................................... 22 8． 2 計(jì)算濾波器通帶內(nèi)的有功損耗，看是否超過(guò)允許值 ................. 22 8． 3 計(jì)算指的寬度 KW 和指間距 1, ?KKS ................................. 23 8． 4 側(cè)壁間距離Ｌ ................................................. 23 8． 5 設(shè)計(jì)的指定的濾波器 ........................................... 26 結(jié)論 .............................................................. 26 致謝 .............................................................. 26 參考文獻(xiàn) .......................................................... 26 附錄 .............................................................. 28 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 2 頁(yè) 共 38 頁(yè) 1 引言 微波濾波器 ,就其基本諧振單元和耦合結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，屬于邊界電磁場(chǎng) 即 “場(chǎng) ”問(wèn)題。但一般的設(shè)計(jì)方法是用 “路 ”理論．用 “網(wǎng)絡(luò)綜合法 ”。從低通原型開(kāi)始．經(jīng)頻率變換導(dǎo)出各種電路網(wǎng)絡(luò)，然后再用微波結(jié) 構(gòu)實(shí)現(xiàn)之。理想的濾波器應(yīng)該是這樣的一種二端口：在通帶范圍內(nèi)他能使微波信號(hào)完全傳輸，而在阻帶范圍內(nèi)它使微波信號(hào)完全不能傳輸。然而，我們只能設(shè)計(jì)出一種接近理想濾波特性的濾波器。 濾波器在許多射頻 /微波的應(yīng)用中扮演了重要角色。濾波器常用于分開(kāi)或結(jié)合不同頻率的電磁波，光譜是有限的是必須被共享的 。濾波器就是用來(lái)選擇或限制射頻 / 微波信號(hào)并且在里面分配了頻譜界限。最初是應(yīng)用在如無(wú)線通信，接著用更為嚴(yán)格的要求向射頻 / 微波濾波器更高的性能，更小的體積 ,更輕的體重 , 更低的費(fèi)用發(fā)起挑戰(zhàn)。依靠需求和規(guī)格，射頻 / 微波過(guò)濾器可 能被設(shè)計(jì)為集總元件或分配元件線路 。他們可能在各種不同的傳輸光結(jié)構(gòu)中被實(shí)現(xiàn) ,像是波導(dǎo)，同軸電纜和微波傳輸帶。 新奇材料和制造技術(shù)的最新進(jìn)步 ,包括單片集成電路的微波集成電路 (MMIC), 微型機(jī)電系統(tǒng) (MEMS),顯微機(jī)械加工 ，高溫超導(dǎo)體 (HTS) 和低溫制窯 (LTCC),刺激著新微波傳輸帶和其他的濾波器的高速發(fā)展。在此其間 ,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) (CAD)工具 , 如電磁全波 (EM) 模擬器已經(jīng)被徹底改革為有著先進(jìn)的過(guò)濾特性的許多新穎的微波傳輸帶濾波器已經(jīng)被示范。 本文簡(jiǎn)單介紹了一下濾波器的分類和一些新結(jié)構(gòu)濾 波器，著重介紹了最簡(jiǎn)單的帶通濾波器的設(shè)計(jì) —— 板線交叉指狀帶通濾波器的設(shè)計(jì)。 2 濾波器的發(fā)展簡(jiǎn)況 早在六十多年前，通信技術(shù)就應(yīng)用了古典式的濾波器。 1917 年美國(guó)的康貝爾和德國(guó)的華格耐爾分別發(fā)明了 LC 電氣濾波器。 1922 年索貝爾根據(jù)傳輸線理論，提出了特性參數(shù)濾波器的設(shè)計(jì)方法。此后，隨著現(xiàn)代理論和實(shí)踐的不斷發(fā)展，使人們認(rèn)識(shí)到集中的、線性的、有限的、無(wú)源的和雙向的系統(tǒng)阻抗函數(shù)和其他轉(zhuǎn)移函數(shù)，都是復(fù)頻變量的有理函數(shù)。于是在 1924～ 1941 年間，法斯特爾、達(dá)林頓、考爾、比羅基和柯色等人，先后又解決了已知的系統(tǒng)阻 抗函數(shù)和其他轉(zhuǎn)移函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)方法。亦即運(yùn)用連分式展開(kāi)和部分分式展開(kāi)的方法，這就是 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 3 頁(yè) 共 38 頁(yè) 現(xiàn)代的網(wǎng)絡(luò)綜合技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)的特性可由網(wǎng)絡(luò)函數(shù)來(lái)表示，而網(wǎng)絡(luò)函數(shù)又根據(jù)網(wǎng)絡(luò)特性的不同，可用波德瓦爾茲、切比雪夫、高斯、貝塞爾等數(shù)學(xué)多項(xiàng)式來(lái)近似表示。這樣就構(gòu)成了與這些名稱相對(duì)應(yīng)的濾波器，例如波德瓦爾茲濾波器、切比雪夫?yàn)V波器等等。 隨著無(wú)線電工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了很多具有高質(zhì)量因數(shù)的元件和諧振器。將他們應(yīng)用于濾波器網(wǎng)絡(luò)，使濾波器的元件數(shù)目大大減少，體積大大減小，參數(shù)性能和穩(wěn)定性明顯提高，擴(kuò)大了頻段和帶寬范圍。同時(shí)也提高了生 產(chǎn)綠，降低了成本。這些都是直接用 L、 R、 C組裝的濾波器不能比擬的。 現(xiàn)代通信技術(shù)中，廣泛地應(yīng)用了聲提波晶體濾波器、陶瓷濾波器、梳狀濾波器、高溫超導(dǎo)濾波器等等。 3 濾波器的分類 濾波器的分類，按頻段可以分為音頻、射頻和微波濾波器；按基本元件的電路結(jié)構(gòu)可分為梯形濾波器和格形濾波器；按所有元件的特點(diǎn)可以分為 LC、 RC 濾波器、具有分布元件的濾波器和具有電機(jī)械元件的濾波器；按網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部有無(wú)能源又可分為有源和無(wú)源濾波器；大多數(shù)還是按在電子設(shè)備中的頻率鑒別特點(diǎn)分為低通、高通、帶通、帶阻和全通五種濾波器，其定義如下： ⑴ 低通濾波器 它能通過(guò)從零頻率到某一確定的截止頻率的一個(gè)頻帶的能量，并抑制超過(guò)這個(gè)頻率范圍的所有能量通過(guò)。 ⑵高通濾波器 它能通過(guò)某一個(gè)確定的截止頻率以上的一個(gè)頻帶的能量，并抑制這個(gè)頻率以下的能量通過(guò)。 ⑶帶通濾波器 它能通過(guò)某一個(gè)較低截止頻率到某一個(gè)較高截止頻率范圍內(nèi)的波的能量，而抑制此兩個(gè)頻率范圍之外的所有能量的通過(guò)。 ⑷帶阻濾波器 它能抑制某一個(gè)不需要的頻率或頻段的波的能量通過(guò)，而不在這個(gè)頻率或頻段范圍的全部能量都將通過(guò)。 ⑸全通濾波器 它能通過(guò)輸入信號(hào)全部頻率的能量，但對(duì)不同的頻率會(huì)產(chǎn)生預(yù) 定是相移。 4 濾波器的應(yīng)用 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子設(shè)備在各個(gè)方面得到廣泛的應(yīng)用。因而濾波器的 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 4 頁(yè) 共 38 頁(yè) 應(yīng)用也越來(lái)越多，幾乎成為電子設(shè)備中不可缺少的器件。 ⑴預(yù)選濾波器 在所有高靈敏度的接收機(jī)的輸入端，都需要預(yù)選濾波器。它能將需要與不需要的電信號(hào)分開(kāi)。要求這種濾波器對(duì)需要的電信號(hào)呈現(xiàn)很低的介入損耗，而對(duì)于不需要的電信號(hào)呈現(xiàn)很