HFSS毫米波波导滤波器的设计(2)
1.2 滤波器的研究历史及现状 在1937年，由W．P Mason和R．A．Sykes 发表的文章中首先研究了微波滤波器，他们是利用了 ABCD 参数推导出了大量有用滤波器相位和衰减函数。应用映像参数方法当时主要在美国各大实验室中，例如在 MIT 实验室里，他们重点研究波导滤波器，而在Harvard实验室重点研究宽带低通、带通同轴及窄带可调谐滤波器。映像参数方法的工作大多在MIT实验室由Fano和Lawson 完成，他们的著作对于微波滤波器有比较清晰的介绍，甚至在 40 年后还有应用价值。在随后的微波滤波器理论的研究和发展过程中，许多专家和学者作出了重大的贡献。Cohn在集总元件低通滤波器原型机的基础上第一个提出了方便实用的直接耦合空腔滤波器理论。上世纪 60 年代，G． L． Matthaei在其专著中对微波滤波器的经典设计方法作出了较全面、 系统的介绍，但主要针对最平坦型和契比雪夫型，未涉及椭圆函数型和广义契比雪夫型。70 年代初,A．E．Williams 和 Kurzrok 提出用于分析交叉耦合的低阶滤波器。A．E．Atia,A．E．Williams 和 R．W．Newcomb 对交叉耦合合展开研究，总结出传输零点对称分布时的偶模网络和相应的偶模矩阵的综合方法。 Levy建立了集总和分布原型的元件公式间的联系，给出了推导原型元件的简单而准确的公式；Rhode 建立起了线性相位滤波器理论【2】。1999 年 RichardJ．Cameron 把广义契比雪夫滤波器的传输零点由实数扩展到复数【3】，
从而将传输零点和时延结合起来研究，提出用循环递归的方法构成广义契比雪夫的传输和反射函数多项式，根据导纳矩阵和部分分式展开求取留数，再利用施密特正交变换的方法综合耦合矩阵，其矩阵综合和消零计算量较大。如何将不可实现或不是最简的耦合元素消零成为研究热点，但目前国际上主要采用相似变换(矩阵旋转)尽可能多地消去非零元。这一系列贡献，都可以说是微波滤波器发展史上的重大突破。七十年代初期，我国的老一辈微波专家甘本拔、吴万春、李嗣范等，在国外研究成果的基础上，对微波滤波器的设计理论和方法进行了补充和完善，为我国微波滤波器的研究奠定了良好的基础。 近年来，随着军事、科研、通信的发展，市场对微波毫米波滤波器在性能方面的需求不断地提升。而在微波滤波器的研究方面又有了新的突破。一些学者相继提出了滤波器的综合方法，并将这些方法应用于滤波器的工程设计，取得了良好的效果。 1.3 本论文的主要内容和章节安排 本文主要介绍了毫米波波导带通滤波器的设计方法，并且按照设计要求，采用直接耦合波导滤波器（电感膜片） 。本文共六章， 第一章介绍了波导滤波器的研究意义、研究现状和本文的主要内容。 第二章简要说明了现代微波滤波器的设计基础，包括传输函数，低通原型，频率变换和阻抗变换器以及常见微波毫米波滤波器种类。 第三章详细地阐述了波导滤波器的基本理论与毫米波滤波器的设计方法。 第四章阐述了运用低通原型电路来设计直接耦合波导滤波器，计算具体参数并且在HFSS软件上进行仿真，验证其合理性。 第五章给出了结论，以及滤波器技术的发展方向。
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