【正文】 值，可使其第二通帶位置變遠(yuǎn)，從而顯著提高其阻帶特性。與半波長型相比較，%，且具有更寬的阻帶。波導(dǎo)帶通濾波器還應(yīng)用在各種微波多工器上，但其最大缺點(diǎn)是尺寸明顯比其他可應(yīng)用在微波段的諧振器大。具有體積小，Q值適中的特點(diǎn)。輸入輸出形式：SMA、N、L16等它利用交叉耦合方法提高通帶邊緣的陡度，同時(shí)在微帶諧振器中應(yīng)用了屏蔽線，減弱了由高介電常數(shù)帶來的強(qiáng)耦合。常用的微帶線濾波器結(jié)構(gòu)，有交指、“梳狀線濾波器”，其諧振器是由一端短路、諧振器間的耦合由平行耦合線間的邊緣場得到。目前采用的一些濾波器技術(shù)如壓電晶體共振器，其同軸振蕩器體積太大，不適合VHF以及UHF頻段的應(yīng)用。由于螺旋濾波器具有較強(qiáng)的耦合性能和高Q值，可承受高的功率容量，因此廣泛應(yīng)用在較低的射頻大功率電路設(shè)計(jì)中。（7）小型集總參數(shù)濾波器：小型集總參數(shù)濾波器主要用于電子對抗、電子偵察、通信、雷達(dá)及其它電子設(shè)備中作預(yù)選、后選、雜波抑制以及變頻濾波等。較其它濾波器具有更好的溫度性能和帶外抑制性能。對102000MHZ范圍內(nèi)的窄帶及寬帶濾波器均能實(shí)現(xiàn)。：多層陶瓷微波濾波器是經(jīng)過電子陶瓷材料流延成型工藝，低溫疊層燒結(jié)技術(shù)，高精度印刷疊層技術(shù)及封裝技術(shù)等多種工藝流程而制成的高頻多層陶瓷微波濾波器。多層陶瓷微波濾波器是通過在介質(zhì)層上的印刷金屬圖案構(gòu)成分布電容C和分布電感L，同時(shí)位于不同介質(zhì)層上的金屬圖案層之間形成耦合電容而得到的。疊層后，介質(zhì)層上的印刷金屬圖案就相當(dāng)于處于介質(zhì)中的帶狀線，當(dāng)設(shè)計(jì)不同長度和不同寬度的金屬圖案層時(shí)，就可以得到不同的L和C。（9）SIR(階躍阻抗諧振器)濾波器.向電磁場模式的諧振器。它既能減小濾波器尺寸，又能通過調(diào)節(jié)阻抗比來很好控制雜散頻率，實(shí)現(xiàn)濾波器小型化和寬阻帶的要求。交叉耦合濾波器成為近20年的研究熱點(diǎn)，由于其有限處的傳輸零點(diǎn)可以任意設(shè)置，最多可以設(shè)置與濾波器階數(shù)一樣多的傳輸零點(diǎn)數(shù)目，最大限度地提高了濾波器的帶外抑制能力。：高溫超導(dǎo)濾波器主要包括放大電路、深度制冷系統(tǒng)、精確控制系統(tǒng)、真空絕熱系統(tǒng)四部分。利用高溫超導(dǎo)薄膜在微波頻段的微波表面電阻極低的特性制作的超導(dǎo)濾波器，具有帶內(nèi)插損極低、邊緣陡峭、矩形系數(shù)接近理想的頻率響應(yīng)特性和抑制帶外干擾非常好的特點(diǎn)。在國外用制冷機(jī)冷卻超導(dǎo)濾波器系統(tǒng)已用于通訊系統(tǒng)，從而大大地改善了通訊系統(tǒng)質(zhì)量:提高通話質(zhì)量、增加通話容量、增大基站的覆蓋面積、增強(qiáng)基站的抗干擾能力、降低手機(jī)的發(fā)射功率和減少掉話率等，應(yīng)用于衛(wèi)星通訊系統(tǒng)可極大地提高空間頻率資源利用率，有效降低衛(wèi)星的有效載荷，為開發(fā)利用空間頻率資源提供了新的徑。高溫超導(dǎo)濾波器由于工作溫度低，需要深度制冷，因此外圍部件較多，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。隨著移動通信、電子對抗和導(dǎo)航技術(shù)的飛速發(fā)展，對新的微波元器件的需求和現(xiàn)有器件性能的改善提出了更高的要求。與國外相比，我國的微波濾波器的發(fā)展還有一定的差距，所以我們應(yīng)掌握微波濾波器的發(fā)展方向，努力趕上世界先進(jìn)水平。微帶結(jié)構(gòu)是平面電路，廣泛采用耦合微帶線與變阻抗形式設(shè)計(jì)濾波器，基于Richards 變換與Kuroda 規(guī)則微帶低通濾波器設(shè)計(jì)和階躍阻抗微帶低通濾波器設(shè)計(jì)是常用的兩種方法。這種濾波器通常稱為階躍阻抗或高Z低Z濾波器，由于它的結(jié)構(gòu)緊湊且較容易設(shè)計(jì)，因此比較流行。微波濾波器是一類無耗的二端口網(wǎng)絡(luò)，廣泛應(yīng)用于微波通信、雷達(dá)、電子對抗及微波測量儀器中，在系統(tǒng)中用來控制信號的頻率響應(yīng)，使有用的信號頻率分量幾乎無衰減地通過濾波器，而阻斷無用信號頻率分量的傳輸。；4GHz處插入損耗大于20dB；阻抗為50歐微波低通濾波器。Mason和R．A．Sykes發(fā)表的文章中首先研究了微波濾波器，他們是利用了ABCD參數(shù)推導(dǎo)出了大量有用濾波器相位和衰減函數(shù)。映像參數(shù)方法的工作大多在MIT實(shí)驗(yàn)室由Fano和Lawson完成，他們的著作對于微波濾波器有比較清晰的介紹，甚至在40年后還有應(yīng)用價(jià)值。Cohn在集總元件低通濾波器原型機(jī)的基礎(chǔ)上第一個(gè)提出了方便實(shí)用的直接耦合空腔濾波器理論。70年代初，A．E．Williams和Kurzrok提出用于分析交叉耦合的低階濾波器。Levy建立了集總和分布原型的元件公式間的聯(lián)系，給出了推導(dǎo)原型元件的簡單而準(zhǔn)確的公式；Rhode建立起了線性相位濾波器理論。J．Cameron把廣義切比雪夫?yàn)V波器的傳輸零點(diǎn)由實(shí)數(shù)擴(kuò)展到復(fù)數(shù)，從而將傳輸零點(diǎn)和時(shí)延結(jié)合起來研究，提出用循環(huán)遞歸的方法構(gòu)成廣義切比雪夫的傳輸和反射函數(shù)多項(xiàng)式，根據(jù)導(dǎo)納矩陣和部分分式展開求取留數(shù)，再利用施密特正交變換的方法綜合耦合矩陣，其矩陣綜合和消零計(jì)算量較大。這一系列貢獻(xiàn)，都可以說是微波濾波器發(fā)展史上的重大突破。近年來，隨著軍事、科研、通信的發(fā)展，市場對微波濾波器在性能方面的需求不斷地提升。一些學(xué)者相繼提出了濾波器的綜合方法，并將這些方法應(yīng)用于濾波器的工程設(shè)計(jì)，取得了良好的效果。典型的頻率響應(yīng)包括低通、高通、帶通和帶阻特性，如圖21所示。對于微波應(yīng)用，這種設(shè)計(jì)通常必須變更到傳輸線段組成的分布元器件。 圖21 濾波器的頻響曲線 在射頻頻段，電路端口的理想短路或理想開路難以在寬頻帶內(nèi)實(shí)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)電壓和網(wǎng)絡(luò)電流也多采用入射與反射的方式表示，所以必須使用波的概念來定義能夠以射頻網(wǎng)絡(luò)參量。[S]參量是在各端口匹配時(shí)用入射電壓和反射電壓之間的關(guān)系得到的，散射參量采用入射行波和反射行波的歸一化電壓表征各網(wǎng)絡(luò)端口的相互關(guān)系。 = (26)表示端口2接負(fù)載，端口1的電壓反射系數(shù)； = (27)表示端口1接負(fù)載，端口2至端口1的反向電壓傳輸系數(shù)； = (28)表示端口2接負(fù)載，端口1至端口2的正向電壓傳輸系數(shù)； = (29)表示端口1接負(fù)載，端口2的電壓反射系數(shù)； 在濾波器中，通常采用工作衰減來描述濾波器的衰減特性，即 (210)公式中，和分別為輸入端匹配負(fù)載時(shí)的濾波器輸出功率和負(fù)載吸收的功率。 表21 四種濾波器函數(shù) 濾波器設(shè)計(jì)通常需要由衰減特性綜合出濾波器低通原型，再將原型低通濾波器轉(zhuǎn)換到要求設(shè)計(jì)的低通、高通、帶通濾波器，最后用集總參數(shù)元器件或分布參數(shù)元器件是實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的濾波器。其中，元器件數(shù)和元器件值只與通帶結(jié)束頻率、衰減和阻帶起始頻率有關(guān)。表22列出了巴特沃茲濾波器低通原型元器件值。如圖23所示為最平坦濾波器原型衰減和歸一化頻率的關(guān)系曲線。微帶線是平面型結(jié)構(gòu)，可以用蝕刻電路技術(shù)在印制電路板（PCB）上制作，容易外接固體射頻器件構(gòu)成各種射頻有源電路，而且可以在一塊介質(zhì)基片上制作完整的電路，實(shí)現(xiàn)射頻部件和系統(tǒng)的集成化、固態(tài)化和小型化。但是，微帶線導(dǎo)體帶周圍有兩種媒質(zhì)，導(dǎo)體帶上面為空氣、下面為介質(zhì)，存在著介質(zhì)、空氣分界面。 微帶線的有效介電常數(shù)和特性阻抗 微帶線有效介電常數(shù)的含義如圖24所示。 圖24 微帶線有效介電常熟示意圖 根據(jù)以上分析，可以定義一種全部填充等效介質(zhì)的微帶線，如圖24（d）所示，等效介質(zhì)的有效相對介電常數(shù)。 微帶線有效相對介電常數(shù)的近似計(jì)算公式 (211)公式（211）中，w表示導(dǎo)體帶寬度，h表示介質(zhì)基片厚度。w/h值的計(jì)算公式為 （213）（213）中 表23 微帶線的有效介電常數(shù)及特性阻抗的數(shù)值==W/hW/h由表23可以看出，當(dāng)介質(zhì)基片的厚度h和相對介電常數(shù)相同時(shí)，如果微帶線的導(dǎo)體帶寬度W越大，則微帶線的相對有效介電常數(shù)越大，特性阻抗越小。微帶線除了導(dǎo)體損耗和介質(zhì)損耗外，還有輻射損耗，微帶線的損耗可以用衰減常數(shù)表示。1）微帶線的介質(zhì)損耗微帶線的介質(zhì)損耗是由介質(zhì)的漏電導(dǎo)致的。2）微帶線的導(dǎo)體損耗微帶線的導(dǎo)體損耗為 (217)公式（217）中，為導(dǎo)體的表面電阻，有 (218)公式(218)中，為導(dǎo)體的導(dǎo)電率。 微帶階躍阻抗低通濾波器的理論基礎(chǔ) 階躍阻抗低通濾波器是由特性阻抗很高或很低的段傳輸線段構(gòu)成，一段特性阻抗為、長度為l的傳輸線Z矩陣為 (219) 一段傳輸線的網(wǎng)絡(luò)參量與集總元件T形網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)參量有等效關(guān)系，集總元件T形網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成如圖25（a）所示。正是因?yàn)樯厦娴脑?，等效電感傳輸線通常選實(shí)際能做到的特性阻抗的最大值，等效電容傳輸線通常選實(shí)際能做到的特性阻抗的最小值。 在低通濾波器原型設(shè)計(jì)中，除偶數(shù)切比雪夫?yàn)V波器外，就必須對所有阻抗的表達(dá)式做比例變換，這需要用實(shí)際的源阻抗乘低通濾波器原型中的阻抗值。 （227）公式（227）中，l為低通濾波器原型的源阻抗，為實(shí)際濾波器的源阻抗。通過頻率變換，可以將低通濾波器原型變換為低通濾波器。 (219)于是得到 （230） 公式（229）中，L和C為低通濾波器原型的元件值，公式（230