通信系统微波滤波器——基础篇(第2版)

Microwave Filters for Communication Systems：Fundamentals，Design and Applications，Second Edition是微波滤波器设计领域的经典著作，全书共23章，基本涵盖了通信系统微波滤波器的基础理论、设计及工程应用。为了适合中国本科教学的具体情况，中译本出版时分成了两本教材。本书为基础篇，对应原著第1章至第10章；另一本书为设计与应用篇，对应原著第11章至第23章。本书前两章介绍了通信系统的基本概念与理论；第3章和第4章介绍了常用的滤波器函数特性，以及计算机综合和优化方法；第5章描述了二端口网络的表示方法，以及多端口网络的分析；第6章至第8章叙述了各类滤波器传输函数及其电路网络综合方法，深入讲解了滤波器的耦合矩阵理论；第9章和第10章详细说明了各种滤波器耦合矩阵，以及相关拓扑结构的综合方法与应用。经过以上系统及基本滤波器知识的学习后，再结合设计与应用篇中的高级滤波器设计研究及实际案例的强化练习，读者就能全面掌握现代通信系统中微波滤波器的基本理论知识及工程实践。

理查德·J.卡梅伦（Richard J.Cameron），博士，COM DEV国际公司前技术总监，英国利兹大学客座教按，IEE和IEEE会士

第1章 射频滤波器――无线通信网络系统概论
1.1 通信系统模型
1.1.1通信系统的组成
1.2无线频谱及其应用
1.2.1微波频率下的无线传播
1.2.2作为自然资源的无线频谱
1.3信息论的概念
1.4通信信道与链路预算
1.4.1通信链路中的信号功率
1.4.2发射天线与接收天线
1.5通信系统中的噪声
1.5.1邻近同极化信道干扰
1.5.2邻近交叉极化信道干扰
1.5.3多路径干扰
1.5.4热噪声
1.5.5级联网络中的噪声
1.5.6互调噪声
1.5.7非理想信道的失真
1.5.8射频链路设计
1.6通信系统中的调制和解调方案
1.6.1幅度调制
1.6.2基带信号的组成
1.6.3角调制信号
1.6.4频率调制系统和幅度调制系统的对比
1.7数字传输
1.7.1抽样
1.7.2量化
1.7.3脉冲编码调制系统
1.7.4脉冲编码调制系统的量化噪声
1.7.5二进制传输中的误码率
1.7.6数字调制和解调方案
1.7.7高级调制方案
1.7.8服务质量和信噪比
1.8卫星系统的通信信道
1.8.1接收部分
1.8.2信道器部分
1.8.3高功率放大器
1.8.4发射机部分的架构
1.9蜂窝系统中的射频滤波器
1.10超宽带无线通信
1.11系统需求对射频滤波器指标的影响
1.11.1频率规划
1.11.2干扰环境
1.11.3调制方案
1.11.4高功率放大器特性
1.11.5通信链路中射频滤波器的位置
1.11.6工作环境
1.11.7微波滤波器技术的
1.12卫星和蜂窝通信对滤波器技术的影响
1.13小结
1.14参考文献
附录1A互调失真小结
第2章电路理论基础――近似法
2.1线性系统
2.1.1线性的概念
2.2系统的分类
2.2.1时变系统和时不变系统
2.2.2集总参数系统和分布参数系统
2.2.3即时系统和动态系统
2.2.4模拟系统和数字系统
2.3电路理论的历史演化
2.3.1电路元件
2.4线性系统在时域中的网络方程
2.5频域指数驱动函数的线性系统网络方程
2.5.1复频率变量
2.5.2传输函数
2.5.3连续指数的信号表示
2.5.4电路网络的传输函数
2.6线性系统对正弦激励的稳态响应
2.7电路理论近似法
2.8小结
2.9参考文献
第3章无耗低通原型滤波器函数特性
3.1理想滤波器
3.1.1无失真传输
3.1.2二端口网络的优选传输功率
3.2双终端无耗低通原型滤波器网络的多项式函数特性
3.2.1反射系数和传输系数
3.2.2传输函数和特征多项式的归一化
3.3理想低通原型网络的特征多项式
3.4低通原型滤波器的特性
3.4.1幅度响应
3.4.2相位响应
3.4.3相位线性度
3.5不同响应波形的特征多项式
3.5.1全极点原型滤波器函数
3.5.2包含有限传输零点的原型滤波器函数
3.6经典原型滤波器
3.6.1优选平坦滤波器
3.6.2切比雪夫滤波器
3.6.3椭圆函数滤波器
3.6.4奇数阶椭圆函数滤波器
3.6.5偶数阶椭圆函数滤波器
3.6.6包含传输零点和优选平坦通带的滤波器
3.6.7线性相位滤波器
3.6.8优选平坦滤波器、切比雪夫滤波器和椭圆函数(B类)滤波器的比较
3.7通用设计表
3.8低通原型滤波器的电路结构
3.8.1原型网络的变换
3.8.2变换后的滤波器频率响应
3.9滤波器的损耗影响
3.9.1损耗因子δ与品质因数Q0的关系
3.10不对称响应滤波器
3.10.1正函数
3.11小结
3.12参考文献
附录3A通用设计表
第4章特征多项式的计算机辅助综合
4.1对称低通原型滤波器网络的目标函数和约束条件
4.2目标函数的解析梯度
4.2.1无约束目标函数的梯度
4.2.2不等式约束条件的梯度
4.2.3等式约束条件的梯度
4.3经典滤波器的优化准则
4.3.1切比雪夫滤波器
4.3.2反切比雪夫滤波器
4.3.3椭圆函数滤波器
4.4新型滤波器函数的生成
4.4.1等波纹通带和等波纹阻带
4.4.2非等波纹阻带和等波纹通带
4.5不对称滤波器
4.5.1切比雪夫通带的不对称滤波器
4.5.2任意响应的不对称滤波器
4.6线性相位滤波器
4.7滤波器函数的关键频率
4.8小结
4.9参考文献
附录4A一个特殊的八阶滤波器的关键频率
第5章多端口微波网络的分析
5.1二端口网络的矩阵表示法
5.1.1阻抗矩阵［Z］和导纳矩阵［Y］
5.1.2［ABCD］矩阵
5.1.3［S］矩阵
5.1.4传输矩阵［T］
5.1.5二端口网络的分析
5.2两个网络的级联
5.3多端口网络
5.4多端口网络的分析
5.5小结
5.6参考文献
第6章广义切比雪夫滤波器函数的综合
6.1二端口网络传输参数S21(s)和反射参数S11(s)的多项式形式
6.1.1ε和εR的关系
6.1.2［ABCD］传输矩阵多项式与S参数的关系
6.2确定分母多项式E(s)的交替极点方法
6.3广义切比雪夫滤波器函数多项式的综合方法
6.3.1多项式的综合
6.3.2递归技术
6.3.3对称与不对称滤波器函数的多项式形式
6.3.4广义切比雪夫原型带内反射优选值和带外传输优选值的位置求解
6.4预失真滤波器特性
6.4.1预失真滤波器网络综合
6.5双通带滤波器变换
6.6小结
6.7参考文献
附录6A多端口网络复终端阻抗
参考文献
第7章电路网络综合方法
7.1电路综合方法
7.1.1三阶网络的［ABCD］矩阵构造
7.1.2网络综合
7.2耦合谐振微波带通滤波器的低通原型电路
7.2.1变换器电路的［ABCD］多项式综合
7.2.2单终端滤波器原型的［ABCD］多项式综合
7.3梯形网络的综合
7.3.1并联耦合变换器的提取过程
7.3.2并联导纳变换的提取过程
7.3.3原型网络的主要元件汇总
7.4(4-2)不对称滤波器网络综合示例
7.4.1谐振器节点变换
7.4.2变换器归一化
7.5小结
7.6参考文献
第8章滤波器网络的耦合矩阵综合
8.1耦合矩阵
8.1.1低通和带通原型
8.1.2一般N×N耦合矩阵形式的电路分析
8.1.3低通原型电路的耦合矩阵构成
8.1.4耦合矩阵形式的网络分析
8.1.5直接分析
8.2耦合矩阵的直接综合
8.2.1N×N耦合矩阵的直接综合
8.3耦合矩阵的简化
8.3.1相似变换和矩阵元素消元
8.4N+2耦合矩阵的综合
8.4.1横向耦合矩阵的综合
8.4.2N+2横向耦合矩阵到规范折叠形矩阵的简化
8.4.3实用范例
8.4.4复终端网络N+2耦合矩阵综合
8.5奇偶模耦合矩阵综合方法： 折叠形栅格拓扑
8.5.1直耦合
8.5.2对角交叉耦合
8.5.3奇数阶网络中的等分中心谐振节点
8.5.4对称栅格网络的奇偶模电路
8.5.5传输多项式和反射多项式的奇偶模导纳多项式设计
8.5.6对称栅格网络耦合矩阵的综合
8.6小结
8.7参考文献
第9章折叠耦合矩阵的拓扑重构
9.1双模滤波器的对称实现
9.1.1六阶滤波器
9.1.2八阶滤波器
9.1.3十阶滤波器
9.1.4十二阶滤波器
9.2对称响应的不对称实现
9.3Pfitzenmaier结构
9.4级联四角元件――八阶及以上级联的两个四角元件
9.5并联二端口网络
9.5.1偶模和奇模耦合子矩阵
9.6闭端形拓扑结构
9.6.1闭端形拓扑的扩展形式
9.6.2灵敏度分析
9.7小结
9.8参考文献
第10章提取极点和三角元件的综合与应用
10.1提取极点滤波器的综合
10.1.1提取极点元件的综合
10.1.2提取极点综合示例
10.1.3提取极点滤波器网络的分析
10.1.4直接耦合提取极点滤波器
10.2带阻滤波器的提取极点综合方法
10.2.1直接耦合带阻滤波器
10.3三角元件
10.3.1三角元件的电路综合方法
10.3.2级联三角元件――耦合矩阵方法
10.3.3基于三角元件的高级电路综合方法
10.4盒形和扩展盒形拓扑
10.4.1盒形拓扑
10.4.2扩展盒形拓扑
10.5小结
10.6参考文献
附录A阻抗和导纳变换器