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摘要—————————————————————————————2 前言—————————————————————————————2 一、微波概论—————————————————————————3 1.微波 ————————————————————————————3 2.微波的特点和应用 ——————————————————————4 2.1 微波波长段易于实现定向辐射 ————————————————4 2.2 频率高、频带宽、信号容量大 ————————————————5 2.3 视距传播能穿透电离层 ———————————————————5 2.4 微波的热效应和微波能的应用 ————————————————6 二、 滤波器原理 ———————————————————————6 1.滤波器的基本概念——————————————————————6 2. 滤波器设计的两种出发点 ——————————————————10 3.滤波器原型 ————————————————————————11 3.1 最平坦低通原型滤波器———————————————————11 3.2 切比雪夫低通原型滤波器 —————————————————12 3.3 椭圆函数低通原型 ————————————————————13 三、 微波传输线 ———————————————————————14 1.微波传输线 —————————————————————————14 2.微带线 ———————————————————————————14 2.1微带传输线的构成——————————————————————14 2.2微带线的特性阻抗——————————————————————15 3.微带线的特点与应用 —————————————————————18 四、直接耦合短截线带通滤波器的设计与仿真———————————19 1.两种短截线滤波器 ——————————————————————19 2.设计步骤 ——————————————————————————21 3.仿真运行与优化 ———————————————————————24 五、总结 ———————————————————————————28 六、参考文献 —————————————————————————29
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[摘要] 本文对微波理论及微波滤波器作了详细的介绍。其中有微波技术的发展以及滤波器的分类、特点和应用。直接耦合短截线带通滤波器设计方法和参数计算，并对计算结果进行仿真验证。经过仿真符合设计要求，表明此设计方案正确。 关键词 ： 微波带通滤波器 直接耦合短截线带通滤波器 HFSS软件仿真
Microwave tape the clear design of wave filter
[Abstract] This paper for microwave theoretical and microwave wave filter have made detailed introduction. In which, there are the development of microwave technology as well as the classfication of wave filter , characteristic and application. Parallel couple line microwave tape the clear design method and parameter calculation of wave filter, and verify as calculating result to carry out emulation. Through emulating , accord with design requirement, it is correct to show this design scheme.
Keyword : Microwave tape clear wave filter HFSSmulate
前 言
当今信息社会的发展依赖于通信技术的发展，而基于多媒体的全球个人通信系统中的无线通信将得到更大的发展。作为关键射频器件的滤波器的作用越来越重要，对性能的要求也越来越高。滤波器是无线电技术中许多设计问题的中心，可利用它们来分开或组合不同的频率，如在变频器、倍频器以及多路通信中。电磁波频谱是有限的，且须按应用加以分配；而滤波器既可用来限定大功率发射机在规定频带内辐射，反过来又可以用来防止接收机受到工作频带以外的干扰。在阻抗匹配中也有象滤波器的网络，如在两个不同特性阻抗的传输线之间，或在有内阻的发生器于电抗负载（如参量放大器中的二极管）之间。有时需要得到一定的相位（或时延）特性，如脉冲压缩或展宽，或补偿其他的滤波器或色散结构（如一般波导）所产生的相位失真等，也需要滤波器。
此论文从微波的基础知识入手，逐渐扩展到微波滤波器的一些设计方法。其中主要介绍了微波的一些基础概念以及微波的应用，滤波器分类和设计原理，微带线理论、分类及应用以及微波带通滤波器参数的计算和软件设计及仿真。最后对这次设计的一个总结。
由于学习能力有限，在设计过程中难免出现了一些错误，还请谅解，希望能给一
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些好的指导，十分感谢！
一、微波概论 1. 微波
微波是电磁波谱中介于普通无线电波（长波，中波，短波，超短波）与红外线之间的波段。它是属于无线电波中波长最短，即频率最高的波段。
微波和普通无线电波、可见的和不可见的光波、χ射线、γ射线一样，本质上都是随时间和空间变化呈波动状态的电磁场即电磁波。尽管它们的表现各不相同，例如，可见光可以被人眼所感觉而其它波段则不能；χ射线和γ射线具有穿透导体的能力而其它波段则不具有这种能力；无线电波可以穿透浓厚的云雾而光波则不能等等，但他们都是电磁波。之所以出现这么多不同表现归根结底是因为它们的频率不同波长不同。
微波波段区别于其它波段的主要特点是其波长可同常用电路或元件的尺寸相比拟，即为分米、厘米、毫米量级。其它多波段都不具有这个特点。普通无线电波的波长大于或远大于电路或元件的尺寸，电路或元件内部的波过程可忽略不计，因此可用路的方法进行研究。光波、χ射线、γ射线的波长则远小于常用元件的尺寸，甚至可以同分子和原子的尺寸相比拟，因此根本不可能用电磁的方法或普通电子学的方法来产生和研究它们，它们是同分子、原子或核的行为相联系的。
由于微波的波长可以同元件或电路相比拟，因此电磁波在电路内甚至元件内的传播时间就不再是微不足道的，我们在普通无线电电子技术中的集总参数的概念和方法就不那么有效了。在频率较低的电路中，我们往往可以区分出电路的某一部分是电容，另一部分是电感或电阻，而连接它们的导线则既没有电容、电感，也没有电阻，这就构成集总参数电路。但是到了微波波段，元件中的电场与磁场已构成了一个整体——交变电磁场或电磁波，使用的元件成为传输线、波导、谐振腔等，因此，集总参数电路的方法就失效了。在微波领域中以麦克斯韦方程为基础的宏观电磁理论得到了最充分最成功的运用。当进一步过度到亚毫米波、红外线以至可见光或频率更高的电磁波谱时，由于波长逐渐同分子或原子的尺寸相比拟，宏观电磁理论又不是那么有效了，不那么完善，这时就必须运用量子理论的方法。当然，以上的划分不是绝对的，例如，在研究普通无线电波的辐射和传
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播问题时必须舍弃路的方法而采用场的方法；在研究原子或分子精细能级结构的微波发射与吸收时必须舍弃宏观的方法而采用量子的方法。但是，在研究光学的某些问题如反射、折射、衍射等时宏观的方法也是行之有效的。
总之，微波波段的范围是由所应用的独特的元件、技术和研究方法所决定的。精确的划分出微波波段的范围是没有什么实际意义的。只能说波长从几米的量级到十分之几毫米的量级属于微波波段，通常把波长一米到一毫米（即频率300M至300GHz）之间的波段称为微波，波长从1毫米到0.01毫米的亚毫米波段是微波与红外的过度波段，有时把其中波长较长的部分归入微波领域。
2 .微波的特点和应用
自20世纪初无线电技术发展以来，使用的波段不断扩展。从最初使用的长波和中波一直扩展到超长波，另一方面尤为迅速地向短波方向扩展，经过短波、超短波，在20世纪40到50年代扩展到分米波和厘米波，在20世纪60到70
年代又扩展到毫米波和亚毫米波。现在无线电波和光波之间不已不存在空白。 微波波段研究的进展是由实际需要推动的，而微波的实际运用则是同微波的特点密切相关的。微波具有如下四个重要特点：
2.1 微波波长段易于实现定向辐射
早在无线电发展初期，人们在实践中就认识到可以利用无线电波的反射测定目标物的位置，这就是雷达的原理。为了精确的，则必须让无线电波定向发射，也就是聚成一个窄束，不这样就无法判断反射波究竟是从哪个方向反射回来的。 事实上在微波历史发展初期（20世纪40年代），微波技术几乎是与雷达一起发展起来的。现在雷达的种类和用途已是多种多样，如远程或超远程警戒雷达、炮火控制和瞄准雷达，火箭或航天器的制导及轨道警戒雷达、导航雷达、气象雷达、汽车防撞雷达等等。它们所使用的几乎无例外地是微波波段。
微波易于实现定向辐射的特点还有助于点对点通信及定向广播。现代多路通信、卫星通信、卫星电视广播等都使用微波波段。 2.2 频率高、频带宽、信号容量大
任何通信系统为了传递一定的信息必须占有一定的频带，纯粹的单频正弦波并不携带任何信息。为传递某种信息必须的频带宽度叫信道。例如，人耳所能听
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