分支線加載諧振器三頻濾波器設(shè)計

畢業(yè)設(shè)計（論文）誠信聲明書 本人聲明：本人所提交的畢業(yè)論文《分形貼片濾波器設(shè)計》是 本人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立研究、寫作的成果，論文中所引用他人的 無論以何種方式發(fā)布的文字、研究成果，均在論文中加以說明；有關(guān) 教師、同學(xué)和其他人員對本文的寫作、修訂提出過并為我在論文中加 以采納的意見、建議，均已在我的致謝辭中加以說明并深致謝意。 本論文和資料若有不實之處，本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。 論文作者：（簽字）時間：年月日 指導(dǎo)教師已閱：（簽字）時間：年月日 西安電子科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)測控技術(shù)與儀器 題目名稱分形貼片濾波器設(shè)計 任務(wù)與要求 射頻前端是全球移動通信系統(tǒng)(gsm)、全球定位系統(tǒng)(gps)等現(xiàn)代通信系統(tǒng) 的關(guān)鍵部分之一,這些部件都離不開射頻濾波器。射頻前端的濾波器包括發(fā)送濾波 器和接受濾波器，與天線一起完成

為消除x波段雷達(dá)海雜波圖像譜中非海浪能量,設(shè)計了色散關(guān)系帶通濾波器(drbf).其帶寬由測量海域主導(dǎo)波波數(shù)和估計的最大相對流速共同確定.根據(jù)主導(dǎo)波波數(shù)調(diào)節(jié)濾波器帶寬,能使算法較好地適應(yīng)海浪的特點;drbf帶寬由估計的最大流速調(diào)節(jié),解決了傳統(tǒng)上依賴實測流速構(gòu)造drbf不準(zhǔn)確的問題.使用岸基實測雷達(dá)圖像實驗,將drbf提取海浪譜反演得到的有效波高與現(xiàn)場傳感器獲得的有效波高進(jìn)行比較,兩者具有很高的相關(guān)性和很小的誤差,可見設(shè)計的drbf具有良好的性能和較高的可行性.

針對微帶三通帶濾波器設(shè)計中的通帶獨(dú)立性不足、調(diào)節(jié)不便等問題,提出一種基于枝節(jié)加載諧振器(slr)和缺陷階梯阻抗諧振器(dsir)的三通帶濾波器設(shè)計方法.該方法利用slr和dsir分別實現(xiàn)獨(dú)立的雙通帶和單通帶濾波器設(shè)計,并采用可調(diào)t型饋線實現(xiàn)通帶的輸入輸出耦合.該方法具有通帶獨(dú)立、設(shè)計簡單和結(jié)構(gòu)緊湊等特點.設(shè)計并加工出可同時工作于2.45/3.5/5.25ghz的微帶三通帶濾波器,測試與仿真結(jié)果吻合良好.

提出了一個由加載開路存根的s型階躍諧振腔結(jié)構(gòu)組成的三通帶微帶濾波器設(shè)計方案.該結(jié)構(gòu)以階躍諧振腔為主體,并在其基礎(chǔ)上附加階躍開路存根.普通階躍諧振腔結(jié)構(gòu)是一個典型的雙模諧振腔,文中正是利用這個性質(zhì)來生成雙通帶.同時附加階躍開路存根被用來構(gòu)成了第3個通帶.仿真結(jié)果顯示,濾波器分別在2.4、3.85和5.2ghz,同時阻帶特征低于-30db.結(jié)果表明,該濾波器可以很好覆蓋wlan和wimax通信,具有很好的應(yīng)用空間.

在輸入側(cè)將矩陣變換器等效為一個buck型pwm整流器,推導(dǎo)出了采用lc濾波器的矩陣變換器輸入電流與輸出電流及輸入電壓之間的傳遞函數(shù)關(guān)系。給出了輸入濾波器中的電感及電容參數(shù)選擇方法。分析表明若輸入濾波器僅采用lc電路將導(dǎo)致諧振頻率附近輸入電流振蕩,引起系統(tǒng)不穩(wěn)定。給出了一種帶阻尼的輸入濾波器的設(shè)計方法并進(jìn)行了仿真驗證。同時分析了矩陣變換器的電磁傳導(dǎo)發(fā)射emi特性,指出工業(yè)化的矩陣變換器需要加裝emi濾波器。

為防止陸地uhf頻道的信號到達(dá)衛(wèi)星dbs調(diào)諧器并降低其靈敏度,在機(jī)頂盒的輸入端需要使用高通濾波器。在分析衛(wèi)星電視信號和陸地信號的基礎(chǔ)上,給出了適合衛(wèi)星dbs調(diào)制器的濾波器的性能指標(biāo);應(yīng)用matlab中的fdatool,設(shè)計出了符合指標(biāo)要求的的iir高通濾波器,給出了幅頻和相頻響應(yīng)曲線。仿真結(jié)果表明,設(shè)計結(jié)果的各項性能指標(biāo)達(dá)到要求,且設(shè)計過程簡便易行。

提出一種新型螺旋諧振帶阻濾波器的設(shè)計.通過hfss仿真軟件,結(jié)果顯示這種帶阻濾波器具有較寬的阻帶;同時也對這種矩形螺旋諧振帶阻濾波器進(jìn)行了改進(jìn),使其制作簡單且具有更加緊湊尺寸,很方便在集成電路中使用.仿真結(jié)果也顯示了它具有更好的性能.

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為了在瞬變壓力檢測中提高響應(yīng)速度,減少硬件的復(fù)雜性,節(jié)約成本,采用傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)分析與綜合技術(shù)相結(jié)合方法,基于壓力傳感器動態(tài)特性,用激波管產(chǎn)生激波模擬壓力瞬變情況,建立壓力傳感器的數(shù)學(xué)模型,進(jìn)而設(shè)計出模擬濾波器.該濾波器改善了原測試系統(tǒng)的響應(yīng)特性,縮短了響應(yīng)時間,能夠?qū)λ沧儔毫ψ龀鏊查g判斷.

對強(qiáng)磁場裝置電源所需的有源直流濾波器adf(activedcfilter)進(jìn)行了設(shè)計,利用脈寬調(diào)制(pwm)及并聯(lián)有源濾波技術(shù)提出了新的濾波方案。給出了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并對工作原理進(jìn)行了說明,論述了該系統(tǒng)的設(shè)計方法。根據(jù)其實際負(fù)載特性,通過檢測負(fù)載端電壓,利用電流的pwm控制技術(shù)產(chǎn)生所需電流,通過對負(fù)載側(cè)的濾波電容進(jìn)行充、放電調(diào)整負(fù)載端電壓,從而實現(xiàn)負(fù)載電流的低紋波。基于傳遞函數(shù)建立了該系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,并對控制系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的分析,分析表明該系統(tǒng)具有良好的快速跟蹤性能及對諧波很好的抑制效果。最后,給出了仿真結(jié)果,驗證了該有源濾波器的良好性能,尤其對低次諧波的抑制更為明顯。

分?jǐn)?shù)延遲濾波器廣泛用于語音處理,回聲消除,多速率信號處理等方面。文中設(shè)計的fir可變分?jǐn)?shù)延遲濾波器用于解決全數(shù)字接收機(jī)的時鐘同步問題。首先用傳統(tǒng)的加權(quán)最小平方誤差方法設(shè)計出濾波器參數(shù),然后通過遺傳算法對參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化并通過matlab仿真驗證算法的有效性,仿真結(jié)果表明所設(shè)計的濾波器有很好的幅度特性和相位延遲特性。

設(shè)計了一種應(yīng)用于數(shù)字音頻的插值濾波器。該濾波器采用多相插值原理,硬件電路包括并行數(shù)據(jù)輸入接口、8倍插值器、16倍采樣保持電路,實現(xiàn)對輸入音頻信號(pcm碼)的128倍過采樣。濾波器電路由veriloghdl語言實現(xiàn),利用synopsys提供的eda工具進(jìn)行仿真、綜合,并通過fpga驗證,結(jié)果表明該電路能滿足性能要求。

解調(diào)器、定向電路,以及其它電子應(yīng)用等都常常要用到兩個相差為90°的正弦波,即一個正弦波和它的余弦波。工程師們通常采用模擬濾波器產(chǎn)生這個相移。不過,這種方法提供的頻率范圍有限。使用圖1中的電路,就可以在1hz～25khz的頻率范圍內(nèi),獲得一個掃頻的正弦/余弦對。

簡要介紹了微帶抽頭線發(fā)夾型濾波器設(shè)計理論,詳細(xì)闡述了如何利用ads軟件來設(shè)計、仿真和優(yōu)化微帶抽頭線發(fā)夾型帶通濾波器。結(jié)合具體實例驗證了用cad軟件設(shè)計微帶帶通濾波器的可行性。

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研究一類線性markov跳躍區(qū)間時滯系統(tǒng)的魯棒h∞故障檢測濾波器設(shè)計問題.采用基于自適應(yīng)觀測器的故障檢測濾波器作為殘差產(chǎn)生器,將魯棒h∞故障檢測濾波器設(shè)計問題歸結(jié)為隨機(jī)h∞濾波問題.應(yīng)用lyapunov-krasovskii方法,通過引入松弛矩陣推導(dǎo)證明了問題可解的時滯依賴充分條件,并進(jìn)一步通過求解線性矩陣不等式給出了故障檢測濾波器參數(shù)矩陣的解.仿真算例驗證了所提出方法的有效性.

設(shè)計了一種帶有兩個方形切角和相互正交槽線的平面雙模帶通濾波器,并進(jìn)行了仿真研究和分析.該濾波器在中心頻率2.04ghz處,最小插入損耗達(dá)到0.09db,通帶內(nèi)在2.01～2.14ghz之間回波損耗大于10db,在2.00～2.14ghz之間插入損耗小于1db,3db相對帶寬為9.31%.通帶兩側(cè)在1.82ghz和2.39ghz處有兩個衰減極點,衰減分別為58.47db和53.84db.研究結(jié)果表明,該結(jié)構(gòu)可以有效地減小輻射損耗,通帶兩側(cè)的衰減也變得更好,同時可以減小濾波器的體積,更有利于小型化.

基于微帶方形環(huán)諧振器,采用一種新的微擾方式來實現(xiàn)奇偶模分裂,并對其模式分裂機(jī)制進(jìn)行分析。采用階梯阻抗微帶線結(jié)構(gòu)實現(xiàn)輸入/輸出與雙模諧振器之間的強(qiáng)耦合,構(gòu)成了寬帶帶通濾波器。測試結(jié)果表明,該濾波器中心頻率為4.97ghz,通帶內(nèi)最小插損為1.33db,3db相對帶寬為24.75%,并且具有準(zhǔn)橢圓函數(shù)響應(yīng),改善了阻帶抑制特性。

階梯阻抗諧振器高低阻抗微帶線直線連接,實現(xiàn)輸入輸出強(qiáng)耦合需要減小和方形環(huán)雙模諧振器之間的耦合距離,距離過小會造成實物加工困難。為此,提出了高低阻抗微帶線垂直連接且在連接處輸入輸出的方式,使高低阻抗微帶線都能與方形環(huán)諧振器耦合,且輸入和輸出也能耦合,加大了階梯阻抗諧振器和方形環(huán)諧振器的耦合以及輸入和輸出的直接耦合。仿真結(jié)果表明,該方法在提高濾波器性能的同時減小了電路尺寸。

針對傳統(tǒng)有源濾波器存在元件多、體積大、調(diào)試復(fù)雜、設(shè)計繁瑣和濾波特性不好等缺點,提出了一種通用有源濾波器的設(shè)計方法。用濾波器芯片max275實現(xiàn)濾波功能,用單片機(jī)控制數(shù)字電位器,得到外圍器件精確參數(shù)值。濾波器的各種參數(shù)用鍵盤設(shè)置,由lcd顯示。試驗數(shù)據(jù)表明,實現(xiàn)了2階、4階、6階、8階的低通帶通濾波功能,可作為通用濾波器使用,提高了設(shè)計效率,具有較高的性價比和實用價值。

提出了一種基于橫向型信號干擾的新型多傳輸零點的寬帶帶阻濾波器。通過采用終端加載一段四分之一波長開路傳輸線枝節(jié)的彎折型反耦合線與兩段對稱的半波長傳輸線開路枝節(jié)相并聯(lián)的方式,在濾波器的阻帶內(nèi)引入了五個傳輸零點,并在通帶內(nèi)產(chǎn)生了四個反射零點,從而獲得了陡峭的過渡帶特性、寬阻帶特性以及較好的阻帶抑制水平。最終設(shè)計的寬帶帶阻濾波器中心頻率為3ghz,20db衰減帶寬可達(dá)106%。

提出了一種使用t型結(jié)構(gòu)的緊湊型電感耦合濾波器,理論分析表明,使用這種由傳輸線中央加載容性電納的t型結(jié)構(gòu)來替代傳統(tǒng)傳輸線,在不影響濾波器響應(yīng)的同時可以有效地縮減濾波器的尺寸,獲得電路結(jié)構(gòu)的小型化。基于這一原理,筆者設(shè)計了一個三階切比雪夫型電感耦合帶通濾波器,仿真結(jié)果表明:t型結(jié)構(gòu)不僅可以完美地滿足濾波器設(shè)計要求,同時還可以使結(jié)構(gòu)更加緊湊。