濾波器是微波、射頻和通信系統中常用的器件之一，其功能是在系統中把有用的頻率信號分離出來，而把無用的頻率信號給濾除掉。按濾波器的幅頻響應或衰減特性，微波濾波器可以分為低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器和帶阻濾波器四種類型；按濾波器的結構，常用的微波濾波器可以分為集總LC濾波器、傳輸線結構濾波器、腔體濾波器、波導濾波器、交叉耦合濾波器等多種類型。在現代微波濾波器設計方法中，無論上述何種類型的微波濾波器，都可以由低通原型濾波器設計變換而來。
那么，該門課程就來向大家全面、系統地介紹現代微波濾波器設計所涉及到的基本的理論知識、設計方法和設計流程，包括：濾波器的技術參數，低通原型濾波器的分析設計，把低通、高通、帶通、帶阻濾波器映射到低通原型濾波器的頻率變換，把集總LC元件濾波器變換成分布式參數元件（微帶傳輸線、微波腔體、波導、同軸線）結構微波濾波器的變化方法（如K,J變換器、Rachards變換和Kuroda規則）。通過課程的學習，為大家設計實際的微帶傳輸線結構、腔體結構和波導結構的微波濾波器打下堅實的基礎。
高低阻抗線微帶濾波器（又名階梯阻抗或階躍阻抗濾波器，英文名為Stepped Impedence Filter），是一種常用的低通微波濾波器，其結構簡單，易于加工，應用廣泛。
該部分就是專門來講解高低阻抗線微帶濾波器的設計，以及如何使用CST軟件來仿真分析高低阻抗線微帶濾波器的性能。課程從以微波濾波器綜合設計為基礎的原型電路設計法出發，全面透徹地講解了高低阻抗線微波濾波器的工作原理和設計計算；并通過具體的設計實例，詳細介紹了高低阻抗線微帶濾波器的實際設計步驟，同時演示和講解了使用CST微波工作室仿真分析高低阻抗線微帶濾波器的全過程。
通過課程的學習，可以幫助學員快速、全面、透徹地理解高低阻抗線微帶濾波器的設計原理，學會并掌握高低阻抗線微帶濾波器的設計流程和CST仿真分析操作。
1. 課程內容介紹
2. 微波濾波器的主要技術參數
詳細介紹表征微波濾波器性能的主要技術參數，及其具體定義
3. 低通原型濾波器
集總元件低通原型濾波器是現代網絡綜合法設計微波濾波器的基礎，各種類型和各種結構的微波濾波器都是根據低通原型濾波器變換而來。本講就來詳細講解什么是低通原型濾波器以及如何得到低通原型濾波器，內容包括低通原型濾波器的定義、結構和綜合設計方法，以及三種常用的類型低通濾波器——巴特沃斯、切比雪夫和橢圓函數低通原型濾波器的分析設計。
4. 頻率變換
低通、高通、帶通和帶阻濾波器在設計時，第一步是要找到滿足其設計指標的低通原型濾波器。這一講主要講解低通、高通、帶通、帶阻濾波器與低通原型濾波器在頻率域的映射關系，即頻率變換；通過頻率變換可以設計出與低通、高通、帶通或帶阻濾波器相對應的低通原型濾波器。得到了滿足設計指標的低通原型濾波器后，還需要對低通原型濾波器電路元件進行反歸一化處理，以得到實際的集總L、C濾波器電路；這一講也詳細講解了從低通原型濾波器變換到實際L、C濾波器的反歸一化過程。
5. 倒置變換器（K, J變換器）和耦合系數
在微波頻段，濾波器實際上多是使用像傳輸線、腔體和波導等結構的分布式參數元件來實現，而很少使用集總LC元件電路。設計中有多種方法可以實現用分布式參數元件結構來替換集總LC濾波器電路；其中倒置變換器（即K、J變化器）就是實現分布式參數元件結構微波濾波器的一種常用的設計方法，外部Q和耦合系數則是諧振結構帶通濾波器的常用設計方法。這一講重點講解這兩種方法的設計思路和設計公式，并通過一個微帶線結構微波濾波器的設計實例，實際講解了倒置變換器的具體設計應用。
6. Richards變換和Kuroda規則
Richards變換和Kuroda規則是實現傳輸線結構微波濾波器的一種常用的設計方法，這一講主要講解Richards變換和Kuroda規則這一設計方法的設計思路和設計應用，并通過一個微帶線結構微波濾波器的設計實例，實際講解了這一設計方法的具體過程。
7. 微波濾波器的設計流程和仿真工具
這一講主要介紹微波濾波器設計的具體設計流程和微波濾波器設計時常用的仿真分析工具。
8 高低阻抗線微帶濾波器的設計原理和設計步驟
詳細、透徹地介紹高低阻抗線微帶濾波器的工作原理，從以低通原型濾波器為基礎的綜合設計法出發，推導給出高低阻抗線微帶濾波器的結構參數和低通原型濾波器電路元件值之間的等效關系，從而給出由低通原型濾波器來設計高低阻抗線微帶濾波器設計步驟和計算公式，包括高、低阻抗線特征阻抗的選取以及高、低阻抗線長度的計算。
9. 高低阻抗線微帶濾波器設計實例
通過一個高低阻抗線微帶低通濾波器的實際設計實例，并結合CST軟件中的微帶線計算工具，來講解高低阻抗線微帶濾波器具體的設計步驟以及高低阻抗微帶線結構尺寸實際計算。
10. 高低阻抗線微帶濾波器的CST仿真分析實作
實例演示和講解使用CST仿真分析高低阻抗線微帶濾波器的完整過程，包括設計建模、求解器選擇、激勵端口設置、邊界條件設計，直至終給出分析結果。另外，根據前面介紹的設計原理，設計出的高低阻抗線微帶低通濾波器通常會存在通帶截止頻率偏低的問題。在這部分內容的后，還會講解如何根據分析結果來調整高低阻抗線濾波器的結構尺寸，以解決通帶截止頻率偏低的問題，從而達到實際的設計要求。
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總部李老師
