文献综述
微波滤波器是一个无源器件，也是现代通信系统的重要器件，滤波器最基本的功能是抑制那些不被需要的带外信号，从而使那些被需要的回路信号可以在电路中顺利的通过，所以在电路中，通信系统的质量往往和滤波器性能的好坏有着密不可分的关系，可以被滤波器的性能直接所影响。随着当今社会科学技术的不断发展，滤波器也在随之疾速发展，与此同时电路的规模也在随之变大，伴随着不断问世的新型材料和新型工艺，电子产品的体积也随之变小、集成度也随之逐渐提高。 本课题将通过用金属谐振腔用来实现滤波器的混合耦合结构，并对仿真建模进行分析和探讨。根据金属谐振腔自身电场和磁场分布情况及特定的谐振结构，在两个不紧挨着的金属谐振腔之间需要铺设一条辅助信号通道，这一通道相当于一个窗口，帮助两个谐振器之间进行耦合。这种由金属谐振腔构成的混合耦合结构的品质因素和选择性都更优越，也可以满足当今通信系统滤波器件的基本要求，从而实现滤波回路的低插损和高性能条件。
国内外研究状况：
介质谐振器早在1939年就被人们提出，但由于当时的介质材料构成的谐振器工作在微波频段时有很的损耗，所以介质谐振器在当时并没有引起人们的注意。直到六十年代随着高性能的介质陶瓷被成功制作出来，介质谐振器在理论方面以及实际应用方面才得到广泛的研究。
1968年Harriso 用陶瓷材料Ti02制成了圆柱形介质谐振器，并且把该谐振器放在TEol模圆形波导中，通过5个谐振器的耦合实现了带通滤波器的功能，此滤波器的主模为TEol。模，具有尺寸小、Q值高的特点。在同一年Cohnt 给出了相邻谐振器耦合系数的近似计算公式。但是由于介质谐振器的频率温度系数比要求的高，因此其实际使用中受到很大的局限。研制出一种更加实用的介质材料，就成为当时材料科学研究的主要目标之一。经过数年的研究，美国和日本率先制作出几种性能满足要求的陶瓷等介质材料，如铁酸钡、锆酸盐和钛酸锆锡等。到了八十年代，随着陶瓷材料技术的不断突破，以及卫星通信和军事电子技术的发展对微波电路小型化、集成化和高可靠性的迫切要求，介质谐振器的应用又引起了人们的兴趣。至此，介质谐振器才开始被当成一类新的高频元器件用于电路中，特别是在混合集成电路中。随后，各种新的滤波器技术，比如双模滤波器、广义切比雪夫函数滤波器、混合模耦合滤波器，以及介质谐振器的全波模型和分析方法都发展了起来。用近似计算本征值的温斯顿变量法分析了圆柱形介质谐振器在波导中的电磁场分布和谐振频率。在前人的基础上用更精确的模式匹配法分析了矩形和圆柱形介质谐振器在波导中的电磁场分布和谐振频率的计算方法。T．Bhattacharjee利用模式匹配法分析了波导中两个介质谐振器之间的耦合公式。双模滤波器可以实现椭圆函数，即在阻带可以引入传输零点，满足了对滤波器小型化和高性能的迫切需求，因此，对介质双模滤波器的研究也在同时期也得到展开。S．J．FIEDZIUSZKOt利用4个圆柱形介质谐振腔为卫星通信设计了一个C波段8阶双模介质滤波器，其体积是同性能的金属空腔滤波器的l/12。随着广义切比雪夫函数不断的深入研究，交叉耦合技术也被运用到介质滤波器当中。交叉耦合技术可以在阻带引入传输零点，实现阻带的高抑制特性。Ji．Fuh Liang研究了平面拓扑结构的介质滤波器，当中运用了交叉耦合技术。该滤波器的优点是性能几乎赶上HEl l双模介质滤波器，而且布局灵活，带外寄生模特性比双模滤波器要好。
我国对介质谐振器以及其实现的滤波器等微波元件的研究比较晚，基本上是重复外国的一些研究。景德镇陶瓷学院吴坚强用独块陶瓷材料实现了同轴型的介质滤波器。该滤波器以同轴通孔作为基本的谐振单元，并且在谐振器的表面涂～层银，用来减小损耗，它不同于普通的截止波导型的介质滤波器，实现了小型化和低损耗。它不同于普通的截止波导型的介质滤波器，实现了小型化和低损耗。东南大学设计了一款小型的微波介质滤波器，该滤波器利用介质材料、可以调节谐振频率的电容以及减少福射损耗的金属薄膜组成。其具有体积小、Q值高、频率调节范围大以及构造简单等特点，并且有优良的频率温度系数，特别适用于要求有百分之几频带的滤波器。京信通信系统(中国)有限公司设计了多种腔体介质滤波器在中的介质腔体滤波器，每个谐振腔都设有调谐螺钉，可以对腔体的频率进行调节。两个相邻谐振腔之间设有调耦装置，能够对耦合量进行调节。并且该滤波器有交叉耦合装置，提高了带外抑制能力。
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资料编号：[78895]
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