耦合结构是微波射频系统中能量耦合和信号传输的一种重要单元结构，在现代微波滤波器设计中起着至关重要的作用。因此，国际上有不少关于这方面的理论研究和实际应用。总结来看，国内外在探索基于耦合结构的滤波器设计方面采取的方案包括以下两个方面：76990

1)基于平面耦合微带线结构的设计方案。

早在1958年，S。 B。 Cohn教授就首次提出了基于平行耦合微带结构的滤波器及其设计方法[1]，如图1。1所示，在平面结构下实现了滤波功能。该方案的设计思路是通过控制滤波器的阶数，进而控制通带内极点的个数，提高滤波器的带宽以及带外的抑制程度，但是通带内的插入损耗也随之增大，并且电路尺寸偏大。随后，1962年G。 L。 Matthaei教授利用交指线结构设计了交指型微波滤波器[2]，如图1。2所示。此滤波器结构更为紧凑、布局更为合理，达到了小型化的效果。

图1。1  耦合微带线滤波器                      图1。2  交指型滤波器

1971年，E。 G。 Cristal和S。 Frankel提出了发夹型滤波器的设计理念[3]，如图1。3所示。结构上可以看成是平行耦合微带线的弯折形式，不仅有效的减小了电路尺寸，而且各项性能指标都有所提高。

为了拓展平面耦合微带线滤波器的应用，1980年M。 Makimoto和S。 Yamashita将阶梯阻抗谐振器（SIR）应用到耦合结构的微波滤波器设计当中[4]，如图1。4所示。SIR很好的抑制了带外的谐波。

图1。3  发夹型滤波器                       图1。4  阶梯阻抗谐振器滤波器

2010年，L。 Li和Z。-F。 Li利用终端短路的四分之一波长谐振器以及边缘耦合技术设计出宽频带微波滤波器[5]，如图1。5所示。此滤波器结构简单、尺寸较小，并且引入两个零点增强带外的选择性，频率响应如图1。6所示。论文网

图1。5  边缘耦合滤波器                             图1。6  频率响应

2)基于多层耦合结构的设计方案。

几年以来，随着微波射频技术的不停发展，单层的平面耦合结构已经不适应现代无线系统小型化、高性能的发展趋势。与此同时，随着印刷电路板（PCB）技术和MCM技术，如低温共烧陶瓷（LTCC）技术、高温共烧陶瓷（HTCC）技术、以及液晶聚合体（LCP）技术的不断发展，多层耦合结构应运而生。1995年，P。-C。 Hsu和C。 Nguyen提出了新型多层传输结构并基于此多层耦合结构设计了微波滤波器[6]。在此基础上，L。 Zhu通过电磁混合耦合提出了一种宽频带的微带到共面波导（CPW）的过渡结构[7]，如图1。7所示。其设计理念仍基于上下层之间的耦合，此结构简单、易于加工，并且性能较好，频率响应如图1。8所示。

图1。7  微带-共面波导的耦合过渡结构                      图1。8  频率响应

此外，B。 Schuppert教授首次提出了微带到槽线的耦合结构[8]，如图1。9所示。B。 Schuppert教授对这种耦合结构的的特性进行了研究，并论证了其用于滤波器设计的可行性。与此同时L。 P。 B。 Katehi对槽线结构的等效电路及其工作特性进行了详尽分析，完善了槽线结构理论[9]。

图1。9  微带-槽线的耦合过渡结构

总结国内外关于耦合结构的研究成果，其发展趋势可以概括为：1)如何实现小型化是工程应用追求的目标，也是学术研究的方向。在这方面，一方面既需要理论的创新，同时还需要一些新颖的拓扑结构和实现方式。2)如何实现频率响应的高选择性一直是专家学者研究的课题。在此方面，我们要突破传统的设计思路，大胆创新进一步的完善理论分析，找到合适的实现方法。