传统的带通滤波器，比如巴特沃斯滤波器，通带到阻带是平滑地过渡。在窄带选频应用中，会出现过渡带比通带要宽的情况。这需要设置传输零点，产生通带两侧零陷。所以，如何设计出具有良好频率选择特性的带通滤波器具有重要的意义。论文网

另一方面，随着超大型集成电路技术的发展，无线通信终端都趋于小型化发展。集成化使其功耗降低、性能提高、尺寸减小。微波电路作为终端重要的硬件电路，也在向小型化发展。所以对于带通滤波器，在保证良好频率选择性能的同时，应尽可能减少滤波器电路的尺寸。这就要求在拓扑结构和实现方式两个方面进行研究。设计新型的滤波器拓扑结构，一方面可以在现有的尺寸上提高滤波器的性能，另一方面选择合适的拓扑结构可以有效减小电路尺寸。而对于带通滤波器的实现方式，有波导滤波器等等，其中微带带通滤波器更能够满足尺寸小型化的要求。它体积小、重量轻且易于表面封装。

1．2  国内外发展与研究现状

1．3  有限元数值计算与仿真软件HFSS简介

有限元法（FEA，Finite Element Analysis），将复杂的问题分解若干简单的问题。每个简单的小问题相互联系，称为有限元。对每个有限元进行近似求解，再根据有限元间的联系对整体问题的进行求解。采用这种数值计算方法，得到的解是近似解。有限元划分的越小，节点个数越多，那么精度越高。考虑到实际的工程问题非常复杂，很难得到精确解。在电磁场分析中，它适用于复杂结构的微波电路的场分析。并且精度也随计算机的数值计算能力提高而更加准确。

HFSS （High Frequency Structure Simulator）是Ansoft公司研发的一款三维电磁仿真软件。HFSS采用有限元FEM的数值计算方法，可以精确的对无源微波电路进行全波仿真。它有着简介的用户界面，可以给出形象直观的分析结果，包括VSWR驻波比、S参数、轴比等。它还可以对电路的参数进行优化分析，获得设计最佳结果。由于有限元法解决电磁场问题需要大量的计算量，所以需要使用计算能力强的计算机进行仿真。

1．4  本文的主要工作与内容

本文采用微带线形式实现带通滤波器，叙述了微带带通滤波器的基本原理。通过新型拓扑结构实现了传输零点。

第一章引文部分，主要叙述了研究意义、背景与现状，以及对仿真软件HFSS进行了简介。

第二章给出了微带线理论与滤波器理论，具体包括带通滤波器的设计指标、原型低通滤波器还有微带线的传输理论。为后文第三章、第四章打下理论基础。

第三章验证基于ABCD矩阵的LC谐振网络的等效变换。首先给出了ABCD矩阵与网络分析的概念，以及微波谐振器网络。接着介绍了网络中重要的器件——J/K反相器。最后使用ABCD矩阵，理论严格的推导了谐振网络的等效变换。文献综述

第四章讲述了微带带通滤波器的设计。首先讲述了常见的设计指标，接着给出如何使用微带线实现J/K反相器。使用HFSS仿真软件，进行了滤波器模型的构建。最后，进过仿真分析，得到了S参数的结果。并且对设计进行了优化与改进。

2  带通滤波器与微带线的基本理论

2．1  滤波器概述

滤波器应用广泛，在常见的微波电路中占有很大比重。它是振荡器、倍频器、混频器、放大器等关键部分。

从网络的角度看，滤波器是一个二端口网络。而从频域角度看，滤波器可以选频。所以，滤波器作为信号处理的中间环节，可以按照预期要求保留需要的频率分量，或者抑制无用的分量。从其插入衰减的频域特性看，可将其分为四类：源:自~优尔·论`文'网·www.youerw.com/