通信系统微波滤波器_（英），Richard J.Cameron ，（加），Chandra M.Kudsia ，（加），R_9787121182006

通信系统微波滤波器

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丛书名：国外电子与通信教材系列

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　　《国外电子与通信教材系列：通信系统微波滤波器·基础、设计与应用》是微波滤波器设计领域的权威著作，前两章介绍了通信系统的基本概念与理论；第3章至第7章叙述了各类滤波器传输函数及其电路网络综合方法；第8章至第10章详细说明了滤波器基本耦合矩阵理论及相关拓扑结构的综合方法与应用；第11章和第16章介绍了各类微波谐振器的理论与应用；第12章、第17章和第18章给出了微波低通滤波器，自均衡全通网络的滤波器的综合及多工器的设计与实现；第13章讨论了双模滤波器函数的优化及其波导结构应用；第14章和第15章介绍了电磁仿真软件在微波滤波器上的应用，并给出了多种工程优化实例；第19章介绍了计算机辅助调试的基本理论与应用；最后一章专门论述了高功率微波滤波器的设计与应用中的关键影响因素，针对复杂的无源互调问题进行了系统性的分析，并提出了解决方案。

　　本书由一个简单的通信系统模型开始，阐述了以下问题：
　　1.无线通信系统中，可用带宽是否存在限制？
　　2.可用带宽内信息传输的限制是什么？
　　3.通信系统中，对成本敏感的参数有哪些？本书针对滤波器网络在通信系统中不同部分的功能与要求，对上述问题进行了讨论，以便读者对不同的系统参数有所了解。接下来讨论了用于产生对称和不对称频率响应的广义低通原型滤波器函数的计算机辅助设计技术。通过引入一个假想的不随频率变化的电抗元件，得到了低通原型滤波器设计的基本公式。在实际带通和带阻滤波器中，不随频率变化的电抗元件表征谐振电路的频率偏移。缺少不随频率变化的电抗元件的经典滤波器函数，将产生对称的频率响应。根据滤波器函数的基本公式推导出的综合方法，可用于实现滤波器网络的等效集总参数模型。接下来的综合步骤将滤波器的电路模型转化为等效的微波结构。一般来说，运用众多现有的电路模型参数可以近似实现微波滤波器的物理结构参数。为了得到更加精确的物理尺寸，本书论述了运用基于现代电磁技术的方法和工具，可以任意精度确定滤波器的尺寸。相关理论将通过任意带宽和信道隔离的多工网络的设计来展示。其余一些章节主要讨论了计算机辅助调试和滤波器设计中的高功率因素。本书的目的是使读者对滤波器的要求和设计有一个全面的了解，并且对该领域中陆续出现的一些高级方法有足够的认识。本书通篇强调了在滤波器设计中的基本理论和实际影响因素。本书特色如下：
　　1.滤波器设计中系统的影响因素。
　　2.包含不随频率变化的电抗元件的滤波器函数的基本公式和综合方法。
　　3.在大部分拓扑结构中，包含对称或不对称频率响应的广义低通原型滤波器的综合方法。
　　4.应用基于电磁技术的方法来优化设计微波滤波器的物理结构尺寸。
　　5.各种多工器结构的设计方法和折中方案。
　　6.滤波器辅助调试技术。
　　7.地面和太空应用中滤波器的高功率影响因素。本书内容分为20章，具体内容分述如下。
　　第1章主要回顾了通信系统，特别是通信通道和系统中其他部分的关系。本章主要目的是给读者提供足够的背景知识，以便于他们理解滤波器在通信系统中的关键作用和要求。
　　第2章主要介绍了通信理论和一些电路理论，重点强调了在电路网络分析中我们比较熟悉的频率分析方法。
　　第3章论述了经典最大平坦、切比雪夫、椭圆函数等低通原型滤波器特征多项式的综合方法。本章对不随频率变化的电抗元件进行了论述，并通过运用它们产生不对称的频率响应，得出了一些结论。其中传输函数多项式包含复系数（在一些限制条件下），这与我们熟悉的有理实系数特征多项式有着明显的不同，从而为分析大部分低通原型域中的基本滤波器函数，如最小相位和非最小相位滤波器，对称或不对称频率响应的滤波器提供了基础。
　　第4章介绍了运用计算机辅助优化技术综合任意幅度响应的低通原型滤波器特征函数的方法。该方法关键是要确保优化过程的有效收敛，这主要是通过确立目标函数的解析梯度和建立与理想幅度响应的直接关系来实现的。它也适用于对称或不对称频率响应的最小相位和非最小相位滤波器。为了说明该方法的灵活性和有效性，本章给出了一些非常规滤波器的设计实例。
　　第5章回顾了一些在多端口微波网络分析中用到的基本概念。由于任意滤波器或多工器能够被分成小的二端口、三端口或N端口的级联形式，因此这些概念对于滤波器设计人员来说非常重要。接下来介绍了微波网络的5种矩阵表示形式，分别为\[Z\]，\[Y\]，\[ABCD\]，\[S\]和\[T\]矩阵。这些矩阵都是可以相互转化的，即任意一个矩阵的元件可以用其他的矩阵元件表示。熟悉这些矩阵的概念对于理解本书的内容来说是极为重要的。
　　第6章开篇复习了在滤波器网络设计中相关的一些重要散射参数关系。接着讨论了广义切比雪夫函数及其在产生传输和反射多项式中的应用，这些多项式可以用来综合含有任意传输零点的等波纹滤波器。本章最后主要讨论了预失真和双通带滤波器函数。
　　第7章介绍了基于\[ABCD\]矩阵的滤波器综合方法。综合步骤分为两步。首先是确定无耗的集总元件电容、电感和不随频率变化的电抗元件的值，然后确定导纳变换器的值。应用这些变换器，使原型电路可以用一种相互耦合的微波谐振器结构来实现。使用这种方法综合出的对称和不对称频率响应的低通原型滤波器，其拓扑不仅是梯形的，而且还含有交叉耦合。这一方法可以推广到单终端滤波器的综合。本章中介绍的综合过程是一种普适的技术，可以应用到集总低通原型滤波器网络的综合。
　　第8章介绍了带通滤波器综合的N×N型耦合矩阵的概念。通过加入不随频率变化的电抗元件，综合方法经过修正后，也可以用来综合不对称的滤波器响应。然后，从N×N耦合矩阵分离出纯阻性和纯电抗性部分，可以将该设计过程拓展到N＋2型耦合矩阵。N＋2型耦合矩阵除了包含输入端与第一个谐振器的耦合，输出端与最后一个谐振器的耦合之外，还包含输入和输出端与其他谐振器的所有耦合，输入和输出直接耦合的情形。这种方法可以用来综合全规范型滤波器，并且简化了到其他拓扑结构的相似变换过程。以上综合过程产生的基本耦合矩阵，其所有耦合都位于限定位。

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