微波技术：910MHz交叉耦合带通滤波器设计

"微波技术与天线课程设计" 在微波技术领域，滤波器扮演着至关重要的角色，它们能够筛选并控制特定频率信号的传输，对于通信、雷达和微波系统中的信号纯度和干扰抑制至关重要。在这个课程设计中，重点是滤波器的设计，特别是针对微波频率范围内的应用。 实验目标不仅包括了解微波元器件的基本性质，还要求掌握滤波器的工作原理。滤波器作为一种二端口网络，它的主要功能是允许特定频率的信号通过，同时阻止其他频率的信号。在现代通信系统中，由于多频率工作模式的普及，滤波器的需求日益增加，特别是在雷达、微波通信以及固体器件（如参数放大器、倍频器和混频器）中。 滤波器按照响应特性可以分为Butterworth、Chebyshev和Elliptic Function三种类型。本课程设计选择了交叉耦合带通滤波器作为研究对象，设计参数如下： - 中心频率：910MHz - 带宽：40MHz - 带内反射：小于20dB - 带外抑制：在842MHz处大于20dB 为了实现这些参数，采用了三腔微带环形谐振器，并利用交叉耦合的概念。交叉耦合使得非相邻腔体之间也能实现耦合，这种设计方法可以产生带外有限传输零点，从而提升滤波性能。图1展示了3腔交叉耦合滤波器的等效电路图。 在软件分析与实验结果部分，课程设计介绍了如何利用交叉耦合和传输零点理论来设计耦合器。提出了一种新型的耦合开环结构，并给出了对应的电场和磁场耦合单元。设计过程中的关键参数包括Q值和耦合系数，这些参数可以通过数学公式计算确定，确保滤波器在设定的中心频率（例如10.3GHz）和带宽（3%）下工作，并满足Lr = -20dB的要求。 实际操作中，微带线的宽度、谐振环的尺寸以及各个耦合环间的耦合系数都需要通过仿真进行精确调整。通过计算和公式（13）至（17），可以得到所需的耦合矩阵，进而完成滤波器的设计。 这个课程设计深入探讨了微波滤波器设计的各个方面，包括理论基础、设计方法和实际应用，对于理解和掌握微波技术与天线领域的知识有着极大的帮助。