Ku波段微带带通滤波器设计+ADS仿真(5)
网络理论是一种非常普遍的处理问题的方法，它把系统用一个由若干端口对外的未知网络表示。微波网络理论是微波工程强有力的工具，几乎所有的微波元件都可以由一个网络来代替，并且可以用网络端口参考面上的变量来描述其特性
（在传输线上端口所在的位置，与能流方向垂直的横截面通常称为“参考面”），图2.8中给出了最常用的二端口网络示意图。
微波网络有不同的网络参量：阻抗参量Z、导纳参量Y和A参量反映的是参考面上电压与电流的关系。散射参量S、传输参量T反映的是参考面上归一化入射波电压和归一化反射波电压之间的关系。在微波频率下，阻抗参量Z、导纳参量Y和A参量不能直接测量，所以引入散射参量S和传输参量T。利用S参数，射频电路设计者可以在避开不现实的终端条件以及避免造成待测器件损坏的前提下，用两端口网络的分析方法来确定几乎所有射频器件的特征，故S参量是微波网络中应用最多的一种主要参量[1]。
图2.8 二端口网络示意图
S参量是根据某端口上接匹配负载的情况下所得到的归一化波来定义的。设an表示第n个端口的归一化入射波电压，bn表示第n个端口的反射波归一化电压。
所谓归一化波，就是各端口的波用其对应端口的参考阻抗进行归一化后得到的波，它们与同端口的电压的关系为
如图2.8（b）所示，对于线性二端口网络，归一化入射波a和反射波b之间存在如下关系
式（2-5）写成矩阵形式为
矩阵S称为二端口网络的散射矩阵或S矩阵，表示为
（2-7）
式（2-7）中的矩阵元素称为网络的散射参量，各项矩阵参量的物理意义为：
表示端口2匹配时，端口1的反射系数。
表示端口1匹配时，端口2的反射系数。
表示端口1匹配时，端口2到端口1的传输系数。
表示端口2匹配时，端口1到端口2的传输系数。
式中ai=0表示第i个端口接匹配负载，该端口不存在反射波。
需要注意的是，所有的参量都是在对应负载匹配的情况下定义的，如果对应的负载不匹配，那么相应的反射系数和传输系数就不再等于S参量。
3 滤波器设计方法
滤波器是一种用来消除干扰及杂讯的器件，其将输入或输出的信号经过过滤而得到有用信号。简而言之，对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除的电路，就是滤波器。其功能就是得到一个特定频率或消除一个特定频率。带通滤波器是一个允许特定频段的信号通过的同时屏蔽其他频段信号的设备。
在较低的频率下(低于500MHZ)，可以采用集总器件进行滤波电路的设计。当信号频率较高时，电路寄生参数的影响不可忽略，就需要采用分布参数电路来实现滤波电路。使用微波传输线可以方便地构造分布参数的滤波电路，并且有很广泛的工程应用。微带滤波器是在印刷电路板上，根据电路的要求以及频率的分布参数印刷在电路板上的各种不同的线条形成的LC分布参数的滤波器。微带电路具有体积小，重量轻、频带宽等诸多优点，近年来在微波电路系统应用广泛。
3.1 滤波器的分类
滤波器的分类方式繁多，其中最为普遍的滤波器的分类方法通常可将滤波器分为低通、高通、带通及带阻四种类型。图3.1给出了这四种滤波器的理想特性曲线[1]。
(a)低通 （b）高通 （c）带通 （d）带阻