介质谐振器带通滤波器使用至今，其主要结构还是两种：一种是微带型；另一种是截止波导型。由于微带型损耗较大，一般对于频率高于8 GHz的微波带通滤波器都不使用它，而采用插损较小的截止型带通滤波器。

截止型滤波器的设计受很多因素的影响，如介质谐振器的介电常数和其尺寸、垫衬材料及其厚度、滤波器外壳尺寸等，另外理论也不完善，因而很难达到最佳统一的形式。

本文从理论上对此种滤波器做一些基本的描述，并通过前人总结的一些理论计算规律，以及ANSOFT软件的精确仿真，总结出此种滤波器的一些设计规律和方法。

2 TE01模介质谐振器的理论基础

2.1引言

介质谐振器是由一小段长度为L的圆形、矩形或环形低损耗高介电常数且高Q

的，对温度变化稳定的介质波导制成的。使用时，常将它置于波导内或微带线基片上。不同谐振模式的谐振频率取决于其几何尺寸及其周围环境。介质谐振器具有体积小、Q值高、成本低、易与MAC集成等优点，可方便地用于设计有源和无源微波电路。本文介绍的TE01模介质谐振器主要用于微波滤波器中。

TE01模介质谐振器是指以TE01模为主模式，工作在该模式频率下的介质谐振器，通常为圆柱状或者圆环状。此模式有如下优点：①电场和磁能都是圆对称的；②能量在介质谐振器内的集中程度高，其周围的金属引入的损耗小，介质谐振器的Q值变化较小；③模式容易辨认，其电性能容易比较精确地测量；④Q值较高。此模式的缺点是频率特性比较陡，TE01模式介质谐振器的稳定调谐带宽比较窄，因此，本文的工作围绕如何提高寄生带宽来展开。源:自~751·论`文'网·www.751com.cn/

2.2 TE01模介质谐振器的工作原理

2.2.1 电壁与磁壁理论

理想的导体壁（电磁率为零）在电磁理论中称为电壁，在电壁上，电场的切向分量为零，磁场的法向分量为零。电磁波入射到电壁上，将会完全反射回来，没有透射波穿透电壁。因此，用电壁围成一个封闭腔，一旦有适当频率的电磁波馈入，波将在腔的电壁上来回反射，在腔内形成电磁驻波，发生电磁谐振。此时即使外部停止向腔内馈送能量，已建立起来的电磁振荡仍将无衰减维持下去。可见电壁空腔是一种谐振器，电磁能量按一定频率在其中振荡。当然，非理想导体壁构成的空腔，也具有电壁空腔的类似特性，只不过外部停止馈送能量后，起内部已建立起来的电磁振荡，不会长期地维持下去，将随时间而逐渐衰减，终于消逝，成为阻尼振荡。谐振器中电磁振荡维持的时间的长短（时间常数）是其Q值高低的一种度量。高介电常数的介质的界面能使电磁波发生完全的或者近似完全的反射。当然，这两类的界面性质不同，其对电磁波的反射特性也不尽相同。电磁波在导体壁上的电场切向分量为零，故入射波与反射波的电场切向分量相消，仅有法向分量，因为合成场的电力线垂直导体表面，亦即垂直电壁；而在高介电常数的介质界面上，磁场的切向分量近似为零，入射波与反射波的磁场切向分量近似相消，合成场的磁力线近似垂直于介质界面。在电磁场理论中，垂直于磁力线的壁称为磁壁，故高介电常数的介质表面可以近似看为磁壁，只有 时，才是真正的磁壁。在磁壁上，磁场切向分量为零，电场法向分量为零，它与电壁对偶。既然电壁所构成的空腔可以作为微波谐振器，显然，磁壁周围的介质块可以近似是个磁谐振器，电磁能量在介质块内振荡，不会穿过磁壁泄露到空气里。

2.2.2 介质波导理论 HFSS介质滤波器的研究与设计(4):http://www.751com.cn/tongxin/lunwen_72268.html