a尺度多滤波带及正交多小波的设计

给出a尺度正交多滤带的参数表示形式 ,基于这种表达形式 ,提供一种构造正交多小波的方法 ,并利用这种算法 ,给出正交多小波的构造算例 .

基于滤波带的非同步加密算法

给出了加密的一般模型,为了解决非同步语音加密的问题,用滤波带分析语音的分解和合成,对李善林提出的同步加密算法进行改进,在语音数据帧不引入冗余数据的情况下,实现非同步加密,相对于李的算法降低了运算开销,在同等条件下,一次性加密算法的时间开销只有原来的20%左右,同时恢复语音效果更好。

基于人工表面等离激元的小型化电可调缺口带滤波器

具有小型化的缺口带滤波器在微波集成系统中具有广泛的应用前景.本文基于倒山形单元的人工表面等离激元(spoof surface plasmon polariton,SSPP)提出了一种新型小型化电可调缺口带滤波器.与相同横向尺寸的传统SSPP单元相比,所提出的倒山形单元的色散曲线表现出更好的慢波特性,渐近频率降低至原来的55%.缺口带的频率可通过调整变容二极管两端的偏置电压来动态控制.随着偏置电压从0.5 V增至30 V,缺口带频率从2.1 GHz移动到2.3 GHz,实现动态调节.仿真结果表明,缺口带滤波器通带内实现了较低的插入损耗(S_(21)<-1 dB)和良好的回波损耗(S_(11)>-10 dB),并且具有小型化的优势,尺寸仅为0.78λ_(g)×0.35λ_(g),λ_(g)是中心频率处的波长.采用印刷电路板技术实际加工了缺口带滤波器.实物测量和仿真结果吻合较好,验证了设计的可靠性.

基于HMSIW的小型化三模带通滤波器设计

传统的多模谐振器引入多个谐振器,并利用其中两个甚至多个谐振模式来组合构建滤波器通带,但由于其谐振器个数较多而在射频系统中占用了较大的空间。为此,本文提出了基于半圆形半模基片集成波导(HMSIW)的三模带通滤波器,通过引入金属化过孔来扰动半圆形HMSIW谐振腔的谐振模式的电场分布,使得对应的谐振模式的频率也会随之发生偏移,进而使原本谐振频率相差较大的三个谐振模式的频率逐渐靠近,最终组合形成滤波器的通带。该设计无需引入额外的谐振器,能够实现滤波器尺寸减半甚至成倍减少,从而达成小型化的目的。

小型化宽阻带5G半集总混合滤波器设计

面向5G无线通信应用设计了一款微带半集总混合宽阻带带通滤波器。该滤波器阻带可扩展至5G毫米波频段,具有优良的带外抑制、结构紧凑及尺寸小巧的特点。搭建了集总元件的高频电路模型并完成了集总元件的路-场联合仿真,最终实现了由十字加载谐振器混合集总LC并联谐振电路而成的宽阻带滤波器。滤波器的中心频率位于4.08 GHz,通频带覆盖3.96~4.2 GHz,位于目前用于5G室内覆盖的N77频段。滤波器具有极广的阻带抑制特性,且优于20 dB抑制水平的上阻带范围可达22 GHz。滤波器有效电路尺寸仅为5.125mm×7.625 mm,插入损耗水平较低(0.54 dB),具有良好的选择性,适用于高性能5G通信系统应用。

基于对称破缺的导模共振耦合超窄带滤波器设计

为实现超窄带滤波器在光通讯、光传感领域的应用需求,本文提出了一种在非对称光栅波导结构中引入耦合导模共振,来完成对特定波长进行高效传输滤波。该滤波结构由集成在硅基波导上的两个具有同周期但不同填充因子的堆叠亚波长光栅构成。光从堆叠光栅中的顶部垂直入射,通过调节底部光栅的厚度和填充因子,可激发多波导模式的非对称共振耦合。仿真结果表明,利用该对称破缺导模共振耦合原理,在满足高边带抑制比的前提下,产生极强的电场增强,不仅能实现0.005nm的超窄带滤波效果,而且还具有很高的传输效率,可达到99%。

基于FPGA的数字带通滤波器设计与仿真

为快速准确地提取超声导波信号中的目标信息,采用流水线加法树阵列结构设计低阶滤波器,采用直接型低阶叠加实现20阶高精度带通滤波器。运用流水线技术与FPGA片上资源相结合实现对该结构数字算法优化,并将其应用在镍铬合金超声导波测温系统中。结果表明:所设计的滤波器对512点的混频超声导波信号滤波耗时约1047个时钟。该滤波器总体设计简单,可以达到实时滤波的功能。

一体集成小型化YIG调谐带阻滤波器组件热仿真分析

通过Ansys Workbench对一体集成小型化YIG调谐带阻滤波器组件进行热仿真分析,得出在自然散热条件下,组件中部分发热元件的温度为170℃以上,超过了元件允许工作温度125℃,组件可靠性无法得到保证。为此,在组件底部增加散热板以增大散热面积,改善散热条件。仿真结果表明,各发热部件的温度大幅下降,组件中发热元件的最高温度是PTC热敏电阻,为118℃,线圈、控制驱动、大功率三极管温度分别为99℃、104℃、116℃,均低于元件允许工作温度,满足设计要求,保证组件全温度环境下可靠工作。在一体集成小型化组件的设计中,合适的元器件布局和散热方式是组件的可靠性的重要设计因素,且利用热仿真分析,可以降低组件的实物试制成本和验证成本,缩短研发周期,提高研发效率。

基于悬置微带结构的无反射滤波器

通过悬置微带传输线结构进行了无反射滤波器的研究和设计。首先利用耦合线结构设计了中心频率为3.92 GHz,插入损耗为0.32 dB,在0.1~10 GHz内回波损耗超过11.6 dB,中心频率处超过38 dB的双端口无反射带通滤波器;又利用λ/4开路谐振器和λ/4短路谐振器作为滤波单元,设计了中心频率为4.25 GHz,回波损耗在1.5~6 GHz内超过11 dB,在中心频率处超过40 dB的双端口无反射带阻滤波器。所提出的这两款无反射滤波器具有无反射频带范围宽、工作频带内S_(11)衰减大、多层自封装等突出优点。

基于卷积神经网络的微带滤波器的参数预测

提出了一种基于卷积神经网络的微带带通滤波器的参数预测方法,针对一个三频带带通滤波器进行预测。首先利用HFSS电磁仿真软件训练数据得到S参数的数据集作为真实值数据集,将微带滤波器的S参数作为输入,物理结构参数作为输出,通过卷积神经网络进行训练,最后将目标S参数作为输入进行参数预测。相比于简单的全连接神经网络,卷积神经网络不仅能够大幅度地减少网络参数,还有效避免了过拟合情况的出现,解决了全连接神经网络耗时长的问题,并且由于卷积神经网络对于结构参数的预测是直接的,即使对于初学者也可以节省大量设计时间。仿真结果表明,目标S参数与卷积神经网络预测后得到的S参数拟合程度很高,证明了该方法对微带滤波器物理结构参数的预测有较高的准确率。

基于文桥振荡器的高Q带通滤波器的设计

从单电阻调谐的文桥振荡器出发,首先导出该振荡器的振荡条件和振荡频率,然后给出了二阶带通滤波器的两种设计方案.第一种设计方案的优点是可以实现极点频率的单电阻调节,第二种方案的优点是极点频率和品质因数可正交调节.两种方案均可实现两个带通输出,均可调节电阻使电路振荡,而且振荡条件和振荡频率均可分别调节.通过计算机仿真证实了所设计的电路正确有效.

应用于宽频带通信干扰对消的重构滤波器设计

围绕宽频带通信干扰对消的需求,提出了新的子带划分与重构框架,并对子带划分滤波器组与重构滤波器进行设计,简化了完全重构条件,使得重构滤波器具备过渡带幅度互补特性。仿真与实验结果表明,设计的重构滤波器可以有效降低重构后通信信号的误码率,并且解决了子带信号拼接过程中的频谱起伏现象。所提出的子带划分与重构框架及重构滤波器设计展现了良好的通信信号重构效果,可为宽频带干扰对消的子带划分与重构工程实践提供新的理论方法与技术路线。

利用互子带滤波器和稀疏特性的多通道线性预测语音去混响方法

多通道线性预测是最为流行的语音去混响方法之一,现有相关研究大多利用子带谱减模型在每一个频带独立地获取期望信号,但这忽略了不同子带之间的相互影响。本文提出一种利用互子带谱减模型的多通道线性预测语音去混响方法。相比于大多数方法采用的子带谱减模型,本文方法采用的互子带谱减模型能够利用互子带滤波器来对不同子带之间的相互影响进行建模。本文方法利用复广义高斯分布建模期望信号,相比于常用的高斯分布,复广义高斯分布能够通过调整形状参数来描述语音信号的稀疏特性。在最大似然估计框架下,将语音去混响转化为关于互子带滤波器和子带滤波器的优化问题;并且基于替代最小化方法推导了保证收敛的优化算法。在不同混响时间、不同通道、不同声源和传声器距离情况下的一系列语音去混响实验验证了本文方法的性能显著优于传统去混响算法。

埋地管道检测中的窄带通滤波器设计与仿真

埋地金属管道铺设环境错综复杂,在管道定位过程中,接收机需要从管道辐射的多频信号中有效分离出128 Hz定位信号,滤除高频信号和50 Hz工频信号。针对埋地管道检测的现实需求,设计了9种不同类型和拓扑结构的四阶128 Hz窄带通滤波器,并通过Multisim14进行仿真分析。结果表明,同种拓扑结构不同电路结构的滤波器幅频特性曲线相同,输入输出增益稍有不同。这9种滤波器的中心频率均在128 Hz附近,其中1 dB切比雪夫型MFB滤波器带宽最窄,为36.803 Hz,Q值最大,为3.473。进一步分析表明,1 dB切比雪夫型MFB滤波器能够有效提取128 Hz信号并滤除干扰信号,在-3 dB带宽(108~145 Hz频率范围)内,滤波器噪声不超过0.132μV·Hz^(-1/2)。另外该滤波器在温度和电容容差等因素的影响下,表现出较小的幅频特性变化,具有良好的稳定性。

基于电磁混合耦合的SIW宽阻带带通滤波器设计

为实现阻带一段范围内依然具有良好的抑制能力,提出了电磁混合耦合的基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)宽阻带带通滤波器(Bandpass Filter,BPF)。根据模式的本征抑制和电磁混合耦合理论,合理地设置外部馈电端口、内部耦合窗口及内部耦合圆孔阵列,抑制了频率低于TE_(105)和TE_(501)之前的所有高次模,并且使得工作模式TE101电耦合很好地传输。仿真与实测结果均显示,该滤波器的中心频率f_(0)=5.94 GHz,插入损耗为−3.46 dB,相对带宽为2.44%,当阻带宽度延伸至3.85 f0时,抑制深度优于20 dB。与经典的四阶SIW宽阻带带通滤波器相比,拥有相同的带宽时,该双层层叠的方式更加紧凑,有利于集成到微波电路系统中。

一种近似芯片级尺寸的小型化微带点频滤波器

射频滤波器作为具备信号筛选功能的射频器件,对现代通信系统而言具有举足轻重的地位。随着通信技术的不断更新迭代,要求射频滤波器具有小型化以及低成本的特点。目前,利用半导体工艺可制作尺寸极小且性能佳的芯片级滤波器,但研发成本普遍过高。文中使用薄膜工艺,通过对滤波器的结构、材料、性能指标进行综合考量,设计了一款适用于点频源、跳频源模块中使用的微带点频滤波器。通过仿真软件HFSS进行建模仿真并对加工工艺进行误差分析,成功得到了一款通带在12 GHz±15 MHz的微带点频滤波器,其尺寸为2.5 mm×3.5 mm×0.127 mm。测试结果表明,性能曲线达到设计指标,成功验证了设计的可行性。

类H型结构的太赫兹带阻滤波器

本文基于对称的类H型结构设计了一种超材料太赫兹带阻滤波器,这种H型结构的连续金属臂可以流通电流。利用电磁仿真软件CST Microwave Studio 2021研究了该滤波器的滤波特性。通过改变H型双臂间距臂长、周期长度、双H间距离等,确定了滤波器的几何参数。结果表明,该结构可实现偏振选择的功能,在y偏振条件下,滤波器在0.2~2.3 THz范围内没有明显的谐振峰,但透过率范围在-15到-3 dB之间。而在x偏振条件下,在中心频率1.34 THz处可获得FWHM带宽为0.15 THz的一个阻带,传输参数约为-30 dB。最后,采用微加工工艺制备了超材料滤波器样品以验证仿真结果,使用透射式太赫兹时域光谱系统对样品进行测试,测试结果与仿真结果吻合较好。

基于文氏桥振荡器的CCCⅡ带通滤波器

为了得到一个最简单、最经济的电流模式高Q带通滤波器,根据传统的文氏桥振荡器和伴随网络理论,设计了一个电流模式/跨导模式的CCCⅡ带通滤波器。通过调整CCCⅡ的偏置电流,电路的极点频率和品质因数能够被独立地电调谐,当满足IB3=2IB4,电路还能产生正弦振荡。由于电路使用4个CCCⅡ和2个接地电容,因此电路适宜集成。计算机仿真结果表明设计方法正确。

超低杂散多级反馈带通滤波器设计

针对于高精度数据采集系统的测试和测量中,高质量的带通滤波器是非常关键的部分,然而,使用无源元器件实现低频高质量的滤波器需要大电感,尺寸和成本都令人望而却步。采用高性能全差分音频放大器OPA1632D设计了六阶有源1 kHz带通滤波器。该带通滤波器采用多级反馈设计,原理结构简单,设计成本低廉,使用TINA-TI仿真测试效果较好,实际应用于高性能模拟数字转换器AD7961前端滤波测试,SNR与SFDR动态指标接近手册理论值。仿真和实践证明该滤波器的设计满足高精度的数据采集前端滤波的使用需求。

基于多段SIR的微带交指滤波器小型化设计

微带交指滤波器作为一种常见的二维滤波器,在工程上有着广泛应用,但由于其尺寸较大,从而限制了应用场景的扩展。基于阶跃阻抗谐振器(stepped impedance resona-tor,SIR)理论,设计了一款新型微带交指滤波器,完成了对传统微带交指滤波器的尺寸优化。该滤波器使用三段式SIR结构,与传统结构滤波器的谐振器相比,长度缩减了23.2%。利用CST仿真了相同设计指标下SIR滤波器和传统滤波器的性能,结果表明二者都能够满足设计指标要求,且SIR滤波器在通带内性能更佳,说明使用该方法实现小型化具有较强实用意义。为验证滤波器的可用性,进行了实物加工和测试,谐振结构尺寸为10.9 mm×13.6 mm,为便于测试,电路板尺寸为24 mm×18 mm×0.508 mm,实测结果与仿真结果在通带内最大差异小于1.5 dB。该滤波器的最终指标为中心频率2.5 GHz,带宽150 MHz,带内损耗≤4 dB,阻带抑制≥23 dB(频率≤2.2 GHz或≥2.72 GHz)。