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发信人: zjliu (秋天的萝卜), 信区: Communication
标  题: 谐振器耦合结构及实现简介
发信站: 哈工大紫丁香 (Mon Apr 12 10:28:28 2004), 站内信件

   耦合谐振器滤波器最基本的耦合结构大体如下：馈源只与一个谐振器耦合，负载端仅与

一个谐振器耦合，且中间只有一条耦合路径即主路径，各级谐振器之间逐级耦合。这种类

型的谐振器滤波器无有限传输零点。但是最优化滤波器的理论要求滤波器应拥有尽可能多

的有限传输零点。于是经过发展，后来出现了线性相位滤波器【1】、双模（TE111）纵向

圆波导滤波器、由单模矩形波导和双模矩形波导分别折叠形成的滤波器【2】－【3】，它

们都具有有限传输零点。
     可以证明，如果上述滤波器有N个谐振器，则可以最多产生N－2个传输零点。传输零

点（transmission zeros）就是陷波点，可以认为是响应曲线S21上的零点。它可以在滤波

器通带的单边或双边产生传输零点，以提高带外抑制。利用传输零点可以使低阶数滤波器

获得与高阶数滤波器同样好的特性。
    【4】中提出了微波谐振器滤波器中几种新的耦合方式，与传统的偶合方式相比较，馈

源和负载端分别可以耦合不止一个谐振器，中间含有不止一条耦合路径（包括主耦合、弱

耦合）。附加的耦合能够使滤波器响应在阻带内产生衰减极大值，利于形成优良的滤波特

性曲线。这也使得设计师能够专注于单独的滤波器部件设计，然后通过恰当的级联方式耦

合起来。这样设计出来的滤波器便可以通过仅仅改变谐振器的谐振频率来调整传输零点得

位置，甚至可以使传输零点从中心频率的一边变到另一边，无需变动耦合系数，从而保证

了滤波器结构实现的稳定性。
     【5】中给出了这种多谐振器耦合滤波器的分析方法：利用耦合矩阵M进行分析，避免

了以往多次重复分析方法的繁杂。有关详尽的M分析与设计参见【6】
     【7】中对于给定的一种含有N个谐振器的拓扑耦合结构，给出了计算其最大传输零点

数的算法。传输零点数有可能超过N－2个。
谐振器滤波器的实现【10】可分为四个步骤：第一步是初步计算，根据给定的谐振频率、

带宽、耦合矩阵和输入输出阻抗计算出阻抗变换矩阵[K]。第二步设计出输入输出耦合窗孔

和谐振器之间的耦合窗孔尺寸以实现阻抗变换矩阵。第三步，设计每一个谐振腔的尺寸，

可以同步调节双模的谐振频率。第四步，利用计算机进行辅助调节和优化。
     最后利用了加拿大Waterloo University RF/Microwave group的交互式仿真软件【8

】进行了仿真实验，结果附其后。

参考文献：
【1】 J.D.Rhodes，“The Generalized Direct-Coupled Cavity Linear Phase Filter”

【2】 R.Levy，“Theory of Direct-Coupled-Cavity Filters”
【3】 A.E.Atia and A.E.Williams，“Narrow-Bandpass Waveguide Filters”
【4】 Uwe Rosenberg，Smain Amari “Novel Coupling Schemes for Microwave    Res

onator Filters”
【5】 Smain Amari，Uwe Rosenberg “Adaptive Synthesis and Design of Resonator

Filtera With Source/Load－Multiresonator Coupling”
【6】 Richard J. Cameron, “Advanced Coupling Matrix Synthesis Techniques for

Microwave Filters”
【7】 Smain Amari， Jens Bornemann “Maximum Number of Finite Transmission Zer

os of Coupling Resonator Filters With Source/Load－Multiresonator Coupling and

【8】 http://emwave.uwaterloo.ca/~dmv/cavity/index.shtml
【9】 Ji－Fuh Liang，Xiao－Peng Liang，Kawthar A. Zaki ，Ali E.Atia “Dual－Mo

de Dielectric or Air－filled Rectangular Waveguide Filters”
【10】 ALBERT E. Williams ALI E ATIA “Dual－Mode Canonical Waveguide Filters”

【11】  Chapter8 and Chapter10  《Microstrip Filters for RF Microwave Applicat

ions》
【12】吴万春，甘本钹《现代微波滤波器的结构与设计》

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