交指交叉耦合滤波器及双工器的研制

摘要

广义切比雪夫滤波器与双工器是通信系统中应用最广泛的微波无源器件，尤其是能够产生传输零点的交叉耦合滤波器。本文的设计为含直线型CT结构的滤波器与双工器。
　　本文首先介绍了广义切比雪夫滤波器的基本理论，并从中综合出初始耦合矩阵，然后运用矩阵的相似变换对初始耦合矩阵进行消元，再进一步分析如何通过基本的轮型拓扑结构向CT型、CQ型、折叠型进行转化，并用具体的例子进行了说明。
　　其次，以目前广义切比雪夫滤波器设计的综合理论为依据，尝试使用 Matlab语言进行编程，得到的程序可以实现对不同指标滤波器耦合系数的计算，使滤波器的设计更简单快捷。
　　然后，对CT拓扑结构进行研究分析，在目前普遍使用的折线型物理实现形式进行改进，得到一种新的CT拓扑结构即直线型CT结构。并把直线型CT结构应用到交指型滤波器的设计中，使滤波器在尺寸上与普通切比雪夫滤波器的相同，达到减小了滤波器体积的效果，在带外抑制度等方面达到了广义切比雪夫滤波器的指标。
　　本文中的设计不仅采用了改进得到的直线型CT结构，而且通过采用较强的磁交叉耦合与电交叉耦合，加大了耦合强度，使得到的滤波器有很好的矩形系数，同时解决了电耦合结构难以固定和矩形系数大难优化的问题。在完成了交指滤波器的设计后，又通过公共端口的连接，设计了一个通道相隔较近的双工器（722MH-863MHz）
　　最后完成了双工器实物的加工、测试和调试，并将实际测试结果与仿真结果进行了比对，虽然有一个测试指标并不理想，但经过一段时间的调试可以达到要求；同时通过验证MATLAB编制的综合程序，证明其得到的耦合系数及群时延等数据对切比雪夫滤波器的设计起到重要的作用。

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第一章引言

1.1微波滤波器与双工器概述

1.2广义切比雪夫滤波器的研究意义

1.3滤波器国内外的研究现状

1.4本文的主要工作及创新

1.5本章小结

第二章微波滤波器的基本理论

2.1滤波器的功能、分类与指标

2.2滤波器的LC低通原型

2.3阻抗变换与频率变换

2.4耦合带通滤波器

2.5交指型带通滤波器的结构及设计方法

2.6本章小结

第三章传输函数与耦合矩阵的的综合

3.1零点提取的基本方法

3.2广义切比雪夫滤波器的基本理论

3.3广义切比雪夫滤波器函数的确定

3.4初始耦合矩阵的综合

3.5初始耦合矩阵的变换和消元

3.6常用的拓扑结构及化简

3.7本章小结

第四章耦合结构分析

4.1交指型滤波器的耦合方式

4.2本章小结

第五章双工器的设计实例

5.1双工器理论分析

5.2双工器的设计

5.3加工和调试

5.4误差分析

5.5本章小结

第六章结论

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果