(4)计算广义S矩阵通过得到的反射量和传输量

1．4  滤波器的基本原理

  按照不同的方式将微波滤波器进行分类：1、按作用分类：高通滤波器、低通滤波器、带通滤波器等；2、按频带分类：宽带滤波器、窄带滤波器等；3、按结构分类：同轴线滤波器、微带线滤波器、波导滤波器等；4、按方式分类：吸收式滤波器、反射式滤波器等；5、按应用分类：固定调谐滤波器、可调式滤波器等。因为分类的随意性，所以在各种分类之间都会存在重叠的现象，一般会按作用方式来进行分类，分为：低通、高通滤波器和带通、带阻滤波器。源:自~优尔·论`文'网·www.youerw.com/

  滤波器的主要技术参数：参数 。归一化频率用 来表示，定义是实际的角频率 与截止频率(中心频率) 的比值，公式为： ， 是一个无量纲的量。 在低通和高通滤波器中表示截止频率； 在带通、带阻滤波器中表示中心频率。简化滤波器的设计过程可以采用归一化频率。

  在通带里面，微波电路的理想滤波器是没有功率损耗的。实际中，滤波器是有固定程度的功率损耗。0dB基准和功率相应幅度的差值可以使用插入损耗来定量描述，数学表达式为： ，其中， 是从信号源看向滤波器的反射系数， 是滤波器得到从信号源的输入功率， 是滤波器输出到负载的功率。通常使用s参数来表示插入损耗（IL），表达式： ， 是1端口到2端口的传输系数。同样常用参数还有回波损耗（RL），表达式为： 

  矩形波导中感性金属销钉，可以等效成使用由电容、电感等集总元件构成的T型网络，如图1.3所示：

图1.3 矩形波导滤波器模型

  由微波理论容易得知，假如同一位置金属孔的直径越大，那么两腔间的耦合就越小。因为波导中心处场强在主模时是最强，在中心的金属孔影响场的程度比较大，较小直径的金属孔就能产生较小的耦合。如果增大带宽，也会同样增大所需的耦合，金属通孔的直径将减小，但是过小的金属孔直径将会提高加工上的难度。

  传统基片集成波导滤波器所具有的低损耗特性和陡峭下边带特性，当前基于基片集成波导的技术来设计的滤波器有：1、在集成波导中插入膜片和销钉用来电感耦合的SIW通滤波器；2、基于SCMRC（微带螺旋形谐振器）结构的SIW带通滤波器；3、双模集成波导滤波器，通过TEl02和TE201两种模式耦合。其中，第一种和传统的矩形金属波导相似。第二种带通滤波器利用了基片集成波导的SCMRC结构的带阻特性和高通传输特性，这种滤波器能够抑制陡峭的裙边阻带。第三种滤波器在带外产生了一个使阻带更陡峭的传输零点，很好的提升了滤波器本身的频率选择特性。

2  设计与仿真

2．1  矩形波导

2.1.1  工作频率5.8G的矩形波导

  1.运行HFSS并新建工程

  启动HFSS软件，它会自动创建一个默认名为project1的新工程和名为HFSSDesign1的新设计。

  在主菜单栏上选择命令【File】→【Save As】,把工程文件另存为wave guide.hfss。然后右键选择HFSSDesign1,从弹出的菜单中选择【Rename】命令项，把设计文件HFSSDesign1重新命名为wave guide。文献综述

  2．选择求解类型

  在主菜单栏上选择【HFSS】→【Solution Type】,选中Driven Modal的单选按钮。

  3．设置长度单位 

   在主菜单栏上选择【Modeler】→【Units】,打开Set Model Units对话框，选择英寸单位。

  4.创建长方体

  根据课题要求，需要设计的矩形波导的工作频率为5.8GHz，TE10模，计算可得，其长度为40mm，宽度为17mm。