1。4 论文结构安排

本论文基于腔体耦合波导结构和基片集成波导结构研究微波滤波器，分别用这两种结构 实现了中心频率为 24。125 GHz的三腔带通滤波器，详细给出了这一带通滤波器的设计方法和 设计实例，并通过 HFSS软件进行了建模仿真和优化。论文的具体结构安排如下： 

第一章，绪论。主要介绍了微波滤波器的研究背景、直接耦合腔体波导滤波器和基片集 成波导的研究意义和现状。对本论文的结构进行了安排。 

第二章，直接耦合腔体滤波器的设计基础。按照滤波器的设计顺序依次介绍了低通原型 滤波器，频率变换和阻抗变换器等重要概念，然后说明了直接耦合空腔滤波器的实现过程并 详细推导了谐振器空腔和膜片的尺寸参数公式。最后介绍了基片集成波导结构的设计与实现。

第三章，设计实例及 HFSS 建模仿真。在直接耦合腔体和基片集成波导两种结构下分别 计算出滤波器的初始参数和物理尺寸，主要是一步步计算出谐振腔的长度和感性膜片的尺寸， 然后根据计算出来初始参数进行建模仿真并优化。 论文网

2 直接耦合腔体滤波器的原理及设计

2。1 插入损耗法

分析和设计微波滤波器的方法有不少，一般总结说来有插入损耗法、镜像参数法和网络 综合法等。

使用镜像参量法(image parameter method)设计的滤波器包含有级联二端口滤波 器网络的 通带和阻带特性，把传输线或波导的周期性加载结构和实际滤波器设计联系起来，但是存在 在整个工作范围内不能把任意频率响应都包含的缺点。镜像参量法方法虽然简单却需要多次 迭代计算，并且镜像阻抗和频率相关，不大可能与给定的源和阻抗匹配，接近截至频率时衰 减较小[17]。 

现代更常用的方法称为插人损耗法(insertion lose method )，用一种系统的方法去网络综合 所要求的响应，滤波器响应是由其功率损耗比来定义的，可以准确地控制通阻带内的频率特 性。在微波滤波器设计中，已经发现的最有用的功率损耗比，是在通带中得到最平坦响应和 等波纹(即切比雪夫)响应。最平坦和切比雪夫低通滤波器的功率损耗比，可以用电容和电感组 成的阻抗和频率归一化的梯形网络形式来实现，然后通过频率转换将低通原型变换到高通或 带通等滤波器类型上去，简化了设计过程。 

2。2 低通原型滤波器

低通原型滤波器是滤波器设计的最基础环节，不同类型的直接耦合滤波器设计方程都是 在图 2。2 的低通滤波器原型基础上得出的，切比雪夫或最大平坦性质被选用作低通滤波器响

应的频率最高，如图 2。1 所示。

A(dB） A(dB）3dB Am

图 2。1 (a)最平坦响应 (b) 切比雪夫响应

最平坦滤波器特性

其通带是 0 到截止值 c 的区域。在通带中 PLR 的最大值为1k 2 ，因此， k 2 称为通带 容限。当 c 时，功率损耗比以依赖于幂数 2N 的变化率无限地增加，因而，它又与所用 滤波器的节数有关。

切比雪夫滤波器特性

式中， TN (/ c ) 是 N 次切比雪夫多项式，即为

T  cosN cos1  

可见，当 / c   1时，TN (/ c ) 在 1之间摆动；当/ c 大于 1 时，它单调地增加。功