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摘要摘要本文首先研究了传统的滤波器设计方法—等效电路法，以低通原型等效电路为基础，引人K、J变换器，只有一种电抗元件，经过频率变换，实现需要的特性。
主要通过查图表、曲线或者编程计算，获得所需不连续性的结构数值，完成滤波器的设计。
应用这种方法，工程设计人员通过简单的计算解决复杂的电磁场问题，设计出满足要求的滤波器，但这种简化的模型设计，精度不高，器件的一致性难以保证。
设计X波段电调滤波器，涉及的问题有波导E面电容销钉不连续性和波导H面电感销钉不连续性，针对目标要求我们进行了如下工作：用复数分析法结合保角变换理论对矩形波导滤波器内部的电容销钉进行了详细分析, 通过求解电磁波在不连续处的传输系数和反射系数，从而得到了全高电容销钉“T”形电路中参数的理论值。
对非全高电容销钉，也进行了一定的理论分析，并用微波结构仿真软件进行了仿真，得到了一系列参考数据。
为研究并解决X 波段矩形波导电调滤波器中心频率在7800MHz－8500MHz范围内的连续调谐问题，奠定了理论基础。
论述了模式匹配法的基本原理，分析了均匀柱形导波系统中的场和模式，引人功率归一化概念，对双端口网络的不连续性进行模式分析，推导出广义散射矩阵的通用表达式。
根据S21的理论值，提出了一种特殊形式的耦合结构，并得到实际的结构尺寸。
使X波段电调滤波器在7800MHz－8500MHz范围内连续可调，并保持绝对带宽以及滤波特性基本不变，实现低插损和高抑制度。
最后根据应用要求，通过HFSS、CST等三维仿真软件进行优化分析，设计并实现了工程上需要的X波段电调滤波器，给出了仿真和实测结果，并已应用于实际工程项目。
关键词：等效电路法电调滤波器HFSS复数分解法模式匹配法X波段电调滤波器的研究与设计ABSTRACTABSTRACTThe method of the equivalent circuit being analysed first,as a conventional method of designing the filter, makes use of a low-pass prototype filter as a basis.A filter using only inductances or only capacitances is realized b y ―K‖ (impedance) or ―J‖ (admittance) inverters.Then through the frequency transformer ,the objective character is realized.The structure values of the discontinuities are obtained mostly from tabulations,graphs or program calculations. Using this method ,the engineer can resolve complicated electromagnetic issues only by simple calculations to get a satisfactory filter.But it also has the disadvantage of low accuracy and is difficult to keep the consistency .As to the X-band tunable filter in this paper, we must analyse the E_plane capacitor and the H_plane inductance discontinuities.We do many works as follows: Spatial complex variables and conformal mapping function were presented to analyze in detail the capacitive post in rectangular waveguide. The reflection coefficient and transmission coefficient, from which the parameters of T shape equivalent circuit of full-height capacitive post in rectangular waveguide can be received, are calculated. The partial height capacitive post is also analyzed mainly by microwave software and some valuable data gained. All these directly guides the design of the X-band tunable rectangular waveguide filter in the range of 7800—8500MHz.The basic principle of mode-matching method is discussed.The field and the modes in equal column waveguide system are analysed.The modes of the dual-port network discontinuity are analysed by introducing the conception of nomoralized power,then the common expression of the general scattering matrix is deduced .A special coefficient structure is raised based on the academic value of S21.Thus the practical structure of the X-band tunable filter is gained, keeping the absolute bandpass and the filter character invariable in the tunable range, low insert loss and high rejectiong realized.According to the applications,the X-band tunable filter is designed and realized, applying the 3D simulation software,for example HFSS ,CST etc, for the simulation and the latter optimization.The X-band filter has been applied in the practical project.The results of simulation and measurement are given out.Key words：the method of the equivalent circuit tunable filter HFSSComplex analysis theory mode-matching methodX波段电调滤波器的研究与设计目录目录第一章绪论 (1)1.1微波滤波器简介 (3)1.1.1微波滤波器的分类 (3)1.1.2微波滤波器的主要指标 (5)1.2与选题相关的国内外科技发展动态 (6)1.3本文的主要工作 (8)1.4论文的主要内容 (8)第二章微波滤波器设计的基本理论 (9)2.1固定频率的微波滤波器的发展 (9)2.2低通滤波器原型及带通滤波器设计 (12)2.2.1低通原型滤波器 (12)2.2.2半集总元件低通滤波器 (15)2.2.3 K、J变换器 (17)2.2.4带通滤波器的设计 (21)2.2.5耦合系数法设计微波带通滤波器 (23)第三章矩形波导内E面不连续性销钉的分析 (29)3.1电磁场的分析方法 (29)3.2波导不连续性的介绍 (29)3.3 E面不连续性研究介绍 (31)3.4矩形波导滤波器内E面不连续性销钉的分析 (32)3.4.1介绍 (32)3.4.2基本理论 (33)3.4.3波导问题的求解 (37)3.5矩形波导内E面不连续性销钉的分析 (41)第四章矩形波导内H面不连续性的分析 (45)4.1模式匹配法基本原理 (45)4.2均匀柱形导波系统中的场和模式 (46)4.3功率归一化 (49)X波段电调滤波器的研究与设计4.4双端口网络不连续性模式分析 (51)4.5特殊形式的耦合结构的分析 (54)第五章 X波段电调滤波器的设计与实现 (57)5.1可调滤波器的发展 (57)5.2 X波段电调滤波器的方案选择 (58)5.2.1滤波器结构的选取 (59)5.2.2滤波器的插入损耗和承受功率 (61)5.2.3 7800MHz－8500MHz全频段调谐 (62)5.2.4扼流腔的设计 (64)5.3 X波段电调滤波器的设计 (65)5.3.1腔体的设计 (65)5.3.2耦合结构 (66)5.3.3整体优化 (69)5.4测试结果 (71)第六章结束语 (73)致谢 (75)参考文献 (77)研究成果 (81)第一章绪论 1第一章绪论散射通信是利用散射传播现象来进行超视距多路通信的一种无线电通信方式，他的信道是一种时变色散的衰落信道，其信道传输损耗很大，通常都在200分贝以上，且存在多种通信手段的干扰，因此要求通信系统具有很高的设备能力，保证通信畅通。
一维平板掺杂光子晶体的滤波特性刘启能;龙涛;林睿;张翠玲【摘要】利用电磁波在一维平板掺杂光子晶体中横向受限的条件,推导出电磁波在一维平板掺杂光子晶体中各个模式满足的关系式.研究了TE波和TM波各模式的缺陷模随模式量子数和杂质光学厚度的变化规律.利用缺陷模随模式量子数的变化规律可以实现多通道滤波,利用缺陷模随杂质光学厚度的变化规律可以实现调谐滤波.【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2010(040)004【总页数】4页(P427-430)【关键词】平板光子晶体;受限;缺陷模;滤波【作者】刘启能;龙涛;林睿;张翠玲【作者单位】重庆工商大学计信学院,重庆,400067;重庆工商大学计信学院,重庆,400067;重庆工商大学计信学院,重庆,400067;重庆工商大学计信学院,重庆,400067【正文语种】中文【中图分类】O4361 引言光子晶体的概念自 1987年分别由 S.John和E.Yablonovitch提出后,由于光子晶体在带隙方面的特殊性质,使它很快成为光学前沿领域中一个十分活跃的研究课题。
近年来人们已对光子晶体开展了广泛、深入地研究[1-8],但在这些研究中都把一维光子晶体作为横向非受限来处理,而真实的光子晶体是有一定外形,它的横向受到一定的外形限制,这种限制必然会影响电磁波在其中的传输特性。
因此,研究一维光子晶体的横向受限问题对弄清真实的一维光子晶体的特性有着十分重要的理论价值和应用价值。
文献[9]对一维光子晶体横向受限的问题做了一些研究,取得了一些成果,但仍有许多重要问题有待深入研究。
在一维光子晶体的诸多应用中,利用它研制优质滤波器是一个重要的应用[10-12]。
本文将对一种典型的一维横向受限掺杂光子晶体(一维平板掺杂光子晶体)的滤波特性进行研究。
由电磁波的传输理论可知,当一维光子晶体横向受限时,必然会引起在其中传输的电磁波出现多模性,这也必然引起其滤波性能的变化。
因此,下面研究的内容对深入认识一维光子晶体的滤波性能以及对一维光子晶体滤波器的设计有重要意义。
