新型基片集成波导带通滤波器设计(2)

4.5 本章小结30

结论31

致谢32

1 绪论

1.1 研究背景和意义

世纪以来，人类社会的科技文明得到了迅猛的开拓与发展，其中微波技术也被广泛认同为是近多年来不断取得进步乃至发展到成熟的最为重要的科学领域之一。这主要是因为电磁学的概念在多年前就被提出并发展起来了[1]。基于奥斯特，法拉第和安培等物理学家对电磁学的研究，麦克斯韦[2]于1873年发表了电磁理论的经典著作《电磁学通论》，并且提出了举世闻名的麦克斯韦方程组( )：自然界中所有的电磁现象都被他使用优美而简练的数学语言概括得出，向人们清晰地阐释了电磁场原理；将电荷、电流、磁场和电场变化用数学表达式综合在一起，使电磁场理论得以完善；并且他也预测了电磁波的存在，为电磁学日后的发展夯实了重要的理论基础。世纪末，赫兹受到其启发，通过实验证明了电磁波的存在；与此同时，马可尼也在它的启发下发现了电磁波的其他存在形式。自此我们对电磁知识的学习迅速展开。到了第二次世界大战，人们对微波系统中雷达的使用日趋深入，让这项技术的进步突飞猛进。随着人类无线通信技术的进步与日渐成熟，更加巩固了微波技术在工程领域的重要地位。现如今，其在微波集成电路，高频固态器件，微波元器件等方面的发展仍然保持着活跃的状态和显著的进步。

微波滤波器（Microwave filter）是在微波工程系统中常见的，且具有频率选择性的无源二端口微波器件之一。它能通过有用信号，抑制无用信号，以防其对有用信号造成干扰。由于在微波的应用中，我们将电磁波划分为多个频段分别使用，所以微波滤波器不仅能够决定系统的频率选择情况，并且还能将系统中产生干扰的各种类型的镜频信号消除殆尽，同时也可以降低整个系统的噪声信号，进行频分复用等等。微波滤波器可以对电路，甚至是整个系统产生深远的影响，并且其性能的优劣，也与所设计系统的好坏息息相关。无论是在人们日常生活中的联络通信，还是与国家安全密切相关的国防通信和武器系统，甚至是太空中的卫星通信，微波滤波器的应用都有着深远的意义[1]。

微波滤波器具有许多种分类标准：按照滤波器系统频率响应特性，可以分为低通滤波器（）、高通滤波器（）、带通滤波器（）和带阻滤波器（）；按照滤波器频率响应特性曲线使用的逼近函数类型，则可以分为最平坦型（）、切比雪夫型（）、椭圆函数型（）和广义切比雪夫型（）等等。随着技术的进步，这些元器件越来越向着高性能，小尺寸，易集成的方向演变。

常用的几种微波滤波器虽适用范围广，但它们所具有的缺陷也尤为突出。比如微带线滤波器，虽可集成，造价低，但由于它开放的平面电路结构，损耗大，不利于信号高质量传输；对于传统的矩形波导而言，虽然其全封闭结构保证了信号传输的稳定性，低插入损耗和高品质因数Q值等优点，但是它较大的质量和体积限制了系统集成电路的形成。

由于对无线通信设备的便于携带性，功能多元性和高效率性有着更多的需求，滤波器作为能够影响系统性能，稳定性和体积大小等技术指标的重要器件，其小型化、高性能化和高效率化是人们普遍关注的问题：基片集成波导（）随之诞生。此种结构不仅具有与传统波导相同的高Q值、低辐射、低损耗的优点，还有着微带平面电路结构体积较小、成本低廉、设计灵活度高等优点[13]。随着无线通信技术的研究发展，人们对技术的研究越来越深入，各种射频微波器件广泛应用于雷达、卫星等通信设备之中，这些使技术愈发成熟。新型基片集成波导带通滤波器设计(2):http://www.chuibin.com/yanjiu/lunwen_205975.html