1. 研究目的与意义

滤波器是最基本的信号处理器件，是无线电技术中许多设计问题的中心，在通信系统中具有非常重要的作用，设计一款适合指标要求的滤波器显得尤为重要。滤波器是用来选择性地通过或抑制某一频段信号的装置，在高频时，滤波器通常由分布参数元件构成，因为其成本低且有较高的可重复性。

2. 国内外研究现状分析

近半个世纪以来，随着无线通信向甚高频乃至微波频段的拓展，使滤波器由原来的集总元件谐振器扩展到各种分布元件谐振器，例如同轴谐振器、微带谐振器、波导谐振器等。与此同时，材料科学的进步也极大地刺激了滤波器结构的更新换代。20世纪70年代，随着具有高Q值和温度稳定性好的陶瓷材料的发展，介质滤波器得到迅速的发展和应用，并逐渐成为射频和微波通信设备中最常见的谐振元件之一[5]。到了80年代，移动通信的飞速发展，不仅增大了微波滤波器的需求，同时也对其提出了更高的要求高性能、小型化、轻量化和低成本。近些年来，不断涌现的新技术和新材料也刺激了滤波器技术的快速发展，其中包括：高温超（HTS）、低温共烧陶瓷（LTCC）、微波单片集成电路（MMIC）、微机电系统和显微机械技术，结构形式也从传统的微带、带线向共面波导（CPW）、基片集成波导(SIW)等方向拓展。此外，随着左手材料研究的兴起，基于光子带隙结构、缺陷地面结构和复合左右手传输线的新型滤波器也日渐成为研究的热点。

在微波滤波器理论的研究和发展过程中，许多专家和学者作出了重大的贡献。G.L.Matthaei在专著中对微波滤波器的经典设计方法做了比较全面和系统的介绍；S.B.Cohn在集总低通原型基础上首次提出了简单实用的直接耦合谐振式滤波器理论；L.Young在分布低通原型基础上将该理论推广到宽带和低纹波情形；R.Levy综合了前两种方法的优势，给出了简单而准确的原型元件推导公式；S.O.Scanla建立了线性相位滤波器理论；H.J.Orchard提出了用于微波滤波器综合的迭代分析法；A.E.Atia和R.J.Cameron先后提出了用耦合矩阵来综合滤波器的方法；S.Amari给出了耦合矩阵的梯度优化以及具有源和负载耦合滤波器综合的通用迭代技术；此外，关于双通带和多通带滤波器的综合理论也成为研

究热点；G.Macchiarella等人提出的公共腔结构的双工器结构及其综合方法，为双工器的设计提供新的选择。这些都可以说是微波滤波器发展史上的重大突破。

3. 研究的基本内容与计划

本课题的前期工作主要是一些理论准备工作，学习滤波器的理论知识，阅读一些课题需要的理论书籍和相关的参考文献，学习滤波器的概念，了解滤波器的设计方法，安装微波cad软件并学习使用。

课题时间安排：

一.2月20日-2月29日收集相关的材料，分析总结照度计的结构。准备开题。

4. 研究创新点

由于传统的滤波器结构已经很难满足现代通信技术对滤波器的高性能﹑低成本﹑小尺寸等方面的要求。采用交叉耦合技术人为地引入有限传输零点，可以提高带外抑制水平和改善滤波器群时延。在20世纪70年代的时候,Atia和Williams提出了耦合矩阵的综合方法，主要解决了对称传输零点的综合问题。随后，R.J.Cameron将该方法进行了推广，解决了非对称传输零点的综合问题和直接引入源与负载耦合的综合问题。NxN型耦合矩阵的综合理论这种方法不但适用于对称响应的滤波器综合，而且适用于非对称响应的滤波器综合。但由于NxN型耦合矩阵最多只能实现N-2个有限位置的传输零点，这样就排除掉了一些有用的滤波器特性，譬如多重输入/输出耦合特性。了包含源与负载直接耦合的N-2型耦合矩阵（或称为扩展耦合矩阵），克服了之前的弊端，所谓的扩展耦合矩阵即新增顶部和底部元素各一行﹑左部和右部元素各一列，它们把原来的NxN型耦合矩阵包围起来，从而形成扩展耦合矩阵。这些新增的元素代表了源或负载与各个谐振单元之间的输入或输出耦合。