滤波器是微波、射频和通信系统中常用的器件之一，其功能是在系统中把有用的频率信号分离出来，而把无用的频率信号给滤除掉。按滤波器的幅频响应或衰减特性，微波滤波器可以分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器四种类型；按滤波器的结构，常用的微波滤波器可以分为集总LC滤波器、传输线结构滤波器、腔体滤波器、波导滤波器、交叉耦合滤波器等多种类型。在现代微波滤波器设计方法中，无论上述何种类型的微波滤波器，都可以由低通原型滤波器设计变换而来。
那么，该门课程就来向大家全面、系统地介绍现代微波滤波器设计所涉及到的基本的理论知识、设计方法和设计流程，包括：滤波器的技术参数，低通原型滤波器的分析设计，把低通、高通、带通、带阻滤波器映射到低通原型滤波器的频率变换，把集总LC元件滤波器变换成分布式参数元件（微带传输线、微波腔体、波导、同轴线）结构微波滤波器的变化方法（如K,J变换器、Rachards变换和Kuroda规则）。通过课程的学习，为大家设计实际的微带传输线结构、腔体结构和波导结构的微波滤波器打下坚实的基础。
高低阻抗线微带滤波器（又名阶梯阻抗或阶跃阻抗滤波器，英文名为Stepped Impedence Filter），是一种常用的低通微波滤波器，其结构简单，易于加工，应用广泛。
该部分就是专门来讲解高低阻抗线微带滤波器的设计，以及如何使用CST软件来仿真分析高低阻抗线微带滤波器的性能。课程从以微波滤波器综合设计为基础的原型电路设计法出发，全面透彻地讲解了高低阻抗线微波滤波器的工作原理和设计计算；并通过具体的设计实例，详细介绍了高低阻抗线微带滤波器的实际设计步骤，同时演示和讲解了使用CST微波工作室仿真分析高低阻抗线微带滤波器的全过程。
通过课程的学习，可以帮助学员快速、全面、透彻地理解高低阻抗线微带滤波器的设计原理，学会并掌握高低阻抗线微带滤波器的设计流程和CST仿真分析操作。
1. 课程内容介绍
2. 微波滤波器的主要技术参数
详细介绍表征微波滤波器性能的主要技术参数，及其具体定义
3. 低通原型滤波器
集总元件低通原型滤波器是现代网络综合法设计微波滤波器的基础，各种类型和各种结构的微波滤波器都是根据低通原型滤波器变换而来。本讲就来详细讲解什么是低通原型滤波器以及如何得到低通原型滤波器，内容包括低通原型滤波器的定义、结构和综合设计方法，以及三种常用的类型低通滤波器——巴特沃斯、切比雪夫和椭圆函数低通原型滤波器的分析设计。
4. 频率变换
低通、高通、带通和带阻滤波器在设计时，第一步是要找到满足其设计指标的低通原型滤波器。这一讲主要讲解低通、高通、带通、带阻滤波器与低通原型滤波器在频率域的映射关系，即频率变换；通过频率变换可以设计出与低通、高通、带通或带阻滤波器相对应的低通原型滤波器。得到了满足设计指标的低通原型滤波器后，还需要对低通原型滤波器电路元件进行反归一化处理，以得到实际的集总L、C滤波器电路；这一讲也详细讲解了从低通原型滤波器变换到实际L、C滤波器的反归一化过程。
5. 倒置变换器（K, J变换器）和耦合系数
在微波频段，滤波器实际上多是使用像传输线、腔体和波导等结构的分布式参数元件来实现，而很少使用集总LC元件电路。设计中有多种方法可以实现用分布式参数元件结构来替换集总LC滤波器电路；其中倒置变换器（即K、J变化器）就是实现分布式参数元件结构微波滤波器的一种常用的设计方法，外部Q和耦合系数则是谐振结构带通滤波器的常用设计方法。这一讲重点讲解这两种方法的设计思路和设计公式，并通过一个微带线结构微波滤波器的设计实例，实际讲解了倒置变换器的具体设计应用。
6. Richards变换和Kuroda规则
Richards变换和Kuroda规则是实现传输线结构微波滤波器的一种常用的设计方法，这一讲主要讲解Richards变换和Kuroda规则这一设计方法的设计思路和设计应用，并通过一个微带线结构微波滤波器的设计实例，实际讲解了这一设计方法的具体过程。
7. 微波滤波器的设计流程和仿真工具
这一讲主要介绍微波滤波器设计的具体设计流程和微波滤波器设计时常用的仿真分析工具。
8 高低阻抗线微带滤波器的设计原理和设计步骤
详细、透彻地介绍高低阻抗线微带滤波器的工作原理，从以低通原型滤波器为基础的综合设计法出发，推导给出高低阻抗线微带滤波器的结构参数和低通原型滤波器电路元件值之间的等效关系，从而给出由低通原型滤波器来设计高低阻抗线微带滤波器设计步骤和计算公式，包括高、低阻抗线特征阻抗的选取以及高、低阻抗线长度的计算。
9. 高低阻抗线微带滤波器设计实例
通过一个高低阻抗线微带低通滤波器的实际设计实例，并结合CST软件中的微带线计算工具，来讲解高低阻抗线微带滤波器具体的设计步骤以及高低阻抗微带线结构尺寸实际计算。
10. 高低阻抗线微带滤波器的CST仿真分析实作
实例演示和讲解使用CST仿真分析高低阻抗线微带滤波器的完整过程，包括设计建模、求解器选择、激励端口设置、边界条件设计，直至终给出分析结果。另外，根据前面介绍的设计原理，设计出的高低阻抗线微带低通滤波器通常会存在通带截止频率偏低的问题。在这部分内容的后，还会讲解如何根据分析结果来调整高低阻抗线滤波器的结构尺寸，以解决通带截止频率偏低的问题，从而达到实际的设计要求。
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总部李老师
