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微波滤波器在无线通信和其它微波系统中是十分重要的一个器件,现代无线通信系统也对微波滤波器提出了更高的要求,包括高性能、小型化、轻重量以及价格低廉等。近几年一些新型材料和制造技术的出现,使得电介质滤波器研究还不断有新进展,原先使用腔体谐振器的滤波器,逐渐被介质谐振器滤波器所取代,这样体积和重量都可以大大减小。本文主要包括以下内容:
首先,介绍介质谐振器的基本特性,说明其工作原理,然后是最常见的矩形和圆柱形介质谐振器简介,除了应用于滤波器外它们也应用于微波电路中,另外详细介绍了两种滤波器用的谐振器,以及谐振器的品质因素和电磁介质材料。
第二,介质谐振器的基本电路,主要是矩形和圆柱形谐振器的等效电路,以及在滤波器设计中最常见的情况之一是介质谐振器间的直接耦合,这些耦合结构采用电路分析方法要比用场的分析方法简单得多,而且更便于工程应用。因篇幅所限不进行谐振器与微带、波导等的耦合电路分析。
第三,首先是我自己所提出的TM010模的矩形电介质加载腔式谐振器,以及应用它构造的两个滤波器(SCI检索)。然后介绍了近年来出现的比较实用的几种多模谐振器滤波器,这是进一步减小介质谐振器滤波器体积的方法。
最后,是一些与滤波器设计相关的技术,如滤波器的小型化技术,还有就是滤波器的综合技术,即如何根据所需的滤波器响应曲线确定耦合滤波器的耦合结构。
为了能有一个相对完整的体系,本文前两章的许多内容来自于顾其诤先生的书《介质谐振器微波电路》。因为电介质谐振器所涉及的范围很广,有兴趣的读者请参考另一个重要且内容丰富的中文资料——即李英老师所著《电磁介质谐振器理论与应用》。因本人进入微波领域时间很短,再加之介质谐振器方面资料实在太多了,我只能结合自己的研究课题介绍一点较新且对自己有较多启发的相关资料,当然也包括自己的一点研究成果(发表在2004年术美国的专业刊物上,SCI检索)。