畢業設計（論文）誠信聲明書 本人聲明：本人所提交的畢業論文《分形貼片濾波器設計》是 本人在指導教師指導下獨立研究、寫作的成果，論文中所引用他人的 無論以何種方式發布的文字、研究成果，均在論文中加以說明；有關 教師、同學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，本人承擔一切相關責任。 論文作者：（簽字）時間：年月日 指導教師已閱：（簽字）時間：年月日 西安電子科技大學 畢業設計（論文）任務書 學院機電工程學院專業測控技術與儀器 題目名稱分形貼片濾波器設計 任務與要求 射頻前端是全球移動通信系統(gsm)、全球定位系統(gps)等現代通信系統 的關鍵部分之一,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波段雷達海雜波圖像譜中非海浪能量,設計了色散關系帶通濾波器(drbf).其帶寬由測量海域主導波波數和估計的最大相對流速共同確定.根據主導波波數調節濾波器帶寬,能使算法較好地適應海浪的特點;drbf帶寬由估計的最大流速調節,解決了傳統上依賴實測流速構造drbf不準確的問題.使用岸基實測雷達圖像實驗,將drbf提取海浪譜反演得到的有效波高與現場傳感器獲得的有效波高進行比較,兩者具有很高的相關性和很小的誤差,可見設計的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計中的通帶獨立性不足、調節不便等問題,提出一種基于枝節加載諧振器(slr)和缺陷階梯阻抗諧振器(dsir)的三通帶濾波器設計方法.該方法利用slr和dsir分別實現獨立的雙通帶和單通帶濾波器設計,并采用可調t型饋線實現通帶的輸入輸出耦合.該方法具有通帶獨立、設計簡單和結構緊湊等特點.設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型階躍諧振腔結構組成的三通帶微帶濾波器設計方案.該結構以階躍諧振腔為主體,并在其基礎上附加階躍開路存根.普通階躍諧振腔結構是一個典型的雙模諧振腔,文中正是利用這個性質來生成雙通帶.同時附加階躍開路存根被用來構成了第3個通帶.仿真結果顯示,濾波器分別在2.4、3.85和5.2ghz,同時阻帶特征低于-30db.結果表明,該濾波器可以很好覆蓋wlan和wimax通信,具有很好的應用空間.

在輸入側將矩陣變換器等效為一個buck型pwm整流器,推導出了采用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關系。給出了輸入濾波器中的電感及電容參數選擇方法。分析表明若輸入濾波器僅采用lc電路將導致諧振頻率附近輸入電流振蕩,引起系統不穩定。給出了一種帶阻尼的輸入濾波器的設計方法并進行了仿真驗證。同時分析了矩陣變換器的電磁傳導發射emi特性,指出工業化的矩陣變換器需要加裝emi濾波器。

為防止陸地uhf頻道的信號到達衛星dbs調諧器并降低其靈敏度,在機頂盒的輸入端需要使用高通濾波器。在分析衛星電視信號和陸地信號的基礎上,給出了適合衛星dbs調制器的濾波器的性能指標;應用matlab中的fdatool,設計出了符合指標要求的的iir高通濾波器,給出了幅頻和相頻響應曲線。仿真結果表明,設計結果的各項性能指標達到要求,且設計過程簡便易行。

提出一種新型螺旋諧振帶阻濾波器的設計.通過hfss仿真軟件,結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行了改進,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速度,減少硬件的復雜性,節約成本,采用傳統的網絡分析與綜合技術相結合方法,基于壓力傳感器動態特性,用激波管產生激波模擬壓力瞬變情況,建立壓力傳感器的數學模型,進而設計出模擬濾波器.該濾波器改善了原測試系統的響應特性,縮短了響應時間,能夠對瞬變壓力做出瞬間判斷.

對強磁場裝置電源所需的有源直流濾波器adf(activedcfilter)進行了設計,利用脈寬調制(pwm)及并聯有源濾波技術提出了新的濾波方案。給出了系統結構并對工作原理進行了說明,論述了該系統的設計方法。根據其實際負載特性,通過檢測負載端電壓,利用電流的pwm控制技術產生所需電流,通過對負載側的濾波電容進行充、放電調整負載端電壓,從而實現負載電流的低紋波。基于傳遞函數建立了該系統的數學模型,并對控制系統進行了詳細的分析,分析表明該系統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。

分數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。文中設計的fir可變分數延遲濾波器用于解決全數字接收機的時鐘同步問題。首先用傳統的加權最小平方誤差方法設計出濾波器參數,然后通過遺傳算法對參數進行優化并通過matlab仿真驗證算法的有效性,仿真結果表明所設計的濾波器有很好的幅度特性和相位延遲特性。

設計了一種應用于數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據輸入接口、8倍插值器、16倍采樣保持電路,實現對輸入音頻信號(pcm碼)的128倍過采樣。濾波器電路由veriloghdl語言實現,利用synopsys提供的eda工具進行仿真、綜合,并通過fpga驗證,結果表明該電路能滿足性能要求。

解調器、定向電路,以及其它電子應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,獲得一個掃頻的正弦/余弦對。

簡要介紹了微帶抽頭線發夾型濾波器設計理論,詳細闡述了如何利用ads軟件來設計、仿真和優化微帶抽頭線發夾型帶通濾波器。結合具體實例驗證了用cad軟件設計微帶帶通濾波器的可行性。

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研究一類線性markov跳躍區間時滯系統的魯棒h∞故障檢測濾波器設計問題.采用基于自適應觀測器的故障檢測濾波器作為殘差產生器,將魯棒h∞故障檢測濾波器設計問題歸結為隨機h∞濾波問題.應用lyapunov-krasovskii方法,通過引入松弛矩陣推導證明了問題可解的時滯依賴充分條件,并進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矩陣的解.仿真算例驗證了所提出方法的有效性.

設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,最小插入損耗達到0.09db,通帶內在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.研究結果表明,該結構可以有效地減小輻射損耗,通帶兩側的衰減也變得更好,同時可以減小濾波器的體積,更有利于小型化.

基于微帶方形環諧振器,采用一種新的微擾方式來實現奇偶模分裂,并對其模式分裂機制進行分析。采用階梯阻抗微帶線結構實現輸入/輸出與雙模諧振器之間的強耦合,構成了寬帶帶通濾波器。測試結果表明,該濾波器中心頻率為4.97ghz,通帶內最小插損為1.33db,3db相對帶寬為24.75%,并且具有準橢圓函數響應,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,實現輸入輸出強耦合需要減小和方形環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諧振器的耦合以及輸入和輸出的直接耦合。仿真結果表明,該方法在提高濾波器性能的同時減小了電路尺寸。

文中首先通過單位圓相位影射的方式推導出任意正交變換下全相位信號處理的數學表達式,并畫出系統實現原理圖和帶雙窗的全相位正交變換域處理圖。基于全相位數字濾波器,本文設計并實現了頻域自適應濾波器,對加噪信號進行n次全相位頻譜歸一化處理,并遞歸設置幅值為1的頻點而形成完整的傳輸特性,噪聲的判斷通過單次譜分析和全相位譜分析的均值和方差特性來進行。實驗中,對于淹沒在強噪聲中的信號進行了全相位自適應濾波,結果表明,對于整倍頻率分辨率信號可以無失真恢復。全相位自適應濾波恢復得到的信號信噪比提高0.8db左右,而且通過提高濾波器階數n或進行頻譜校正可以進一步提高恢復信號質量。

采用微帶螺旋結構設計了一個多阻帶螺旋濾波器。設計中選擇了合適的等效電路模型，對微帶電路的結構進行了仿真和優化。并根據優化結果制作并測試了多阻帶螺旋濾波器。多阻帶濾波器把特定頻率的信號變弱，從而創建特定頻譜，可應用于rfid標簽的制作。

針對傳統有源濾波器存在元件多、體積大、調試復雜、設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計方法。用濾波器芯片max275實現濾波功能,用單片機控制數字電位器,得到外圍器件精確參數值。濾波器的各種參數用鍵盤設置,由lcd顯示。試驗數據表明,實現了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,提高了設計效率,具有較高的性價比和實用價值。