空间光调制器衍射特性匹配滤波器设计

毕业设计（论文）诚信声明书 本人声明：本人所提交的毕业论文《分形贴片滤波器设计》是 本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果，论文中所引用他人的 无论以何种方式发布的文字、研究成果，均在论文中加以说明；有关 教师、同学和其他人员对本文的写作、修订提出过并为我在论文中加 以采纳的意见、建议，均已在我的致谢辞中加以说明并深致谢意。 本论文和资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 论文作者：（签字）时间：年月日 指导教师已阅：（签字）时间：年月日 西安电子科技大学 毕业设计（论文）任务书 学院机电工程学院专业测控技术与仪器 题目名称分形贴片滤波器设计 任务与要求 射频前端是全球移动通信系统(gsm)、全球定位系统(gps)等现代通信系统 的关键部分之一,这些部件都离不开射频滤波器。射频前端的滤波器包括发送滤波 器和接受滤波器，与天线一起完成

为消除x波段雷达海杂波图像谱中非海浪能量,设计了色散关系带通滤波器(drbf).其带宽由测量海域主导波波数和估计的最大相对流速共同确定.根据主导波波数调节滤波器带宽,能使算法较好地适应海浪的特点;drbf带宽由估计的最大流速调节,解决了传统上依赖实测流速构造drbf不准确的问题.使用岸基实测雷达图像实验,将drbf提取海浪谱反演得到的有效波高与现场传感器获得的有效波高进行比较,两者具有很高的相关性和很小的误差,可见设计的drbf具有良好的性能和较高的可行性.

作为一种独特的滤波器形式,跨阻滤波器在集成电路中起着重要作用.基于lc原型电路,提出了一种跨阻型集成带阻滤波器的设计方法.首先用状态变量表示lc元件变量关系,然后将关系式表示成信号流图形式,用全差分放大器替换其中的积分部分,最后集成得到全差分有源跨阻带阻滤波器.为验证设计的可行性,给出了六阶chebyshev跨阻集成带阻滤波器的设计过程及其hspice计算机仿真结果.仿真结果表明,所设计的滤波器满足设计参数要求,滤波性能良好.

提出了一种过模基片集成波导(siw)腔体滤波器。介绍了只由单个过模siw腔体构成的一阶滤波器的原理。利用过模siw腔体中的基模实现模式交叉耦合,滤波器能产生一个位于通带任一边的传输零点(tz)。设计了一个由两个过模siw腔体级联成的二阶滤波器,该滤波器能产生两个传输零点。为了改善滤波器的阻带性能,使用了非相似谐振器技术来实现寄生抑制。此外,阻带性能也可以通过增加基模谐振器的数量来改善。设计并制造了含有两个过模siw腔体的二阶和三阶滤波器,仿真与测试结果吻合。

文中首先通过单位圆相位影射的方式推导出任意正交变换下全相位信号处理的数学表达式,并画出系统实现原理图和带双窗的全相位正交变换域处理图。基于全相位数字滤波器,本文设计并实现了频域自适应滤波器,对加噪信号进行n次全相位频谱归一化处理,并递归设置幅值为1的频点而形成完整的传输特性,噪声的判断通过单次谱分析和全相位谱分析的均值和方差特性来进行。实验中,对于淹没在强噪声中的信号进行了全相位自适应滤波,结果表明,对于整倍频率分辨率信号可以无失真恢复。全相位自适应滤波恢复得到的信号信噪比提高0.8db左右,而且通过提高滤波器阶数n或进行频谱校正可以进一步提高恢复信号质量。

采用微带螺旋结构设计了一个多阻带螺旋滤波器。设计中选择了合适的等效电路模型，对微带电路的结构进行了仿真和优化。并根据优化结果制作并测试了多阻带螺旋滤波器。多阻带滤波器把特定频率的信号变弱，从而创建特定频谱，可应用于rfid标签的制作。

针对微带发夹滤波器高端抑制度低的问题,提出了一种由短截线和发夹级联带通滤波器,该滤波器实现抑制谐波信号和改善了高端阻带的抑制能力。通过理论和工程实验进行验证,同时采用先进设计系统(ads)软件设计了一种工作于c频段的通带为5.0~5.5ghz的微带带通滤波器。实测结果与仿真结果基本吻合,达到了设计要求。

针对传统有源滤波器存在元件多、体积大、调试复杂、设计繁琐和滤波特性不好等缺点,提出了一种通用有源滤波器的设计方法。用滤波器芯片max275实现滤波功能,用单片机控制数字电位器,得到外围器件精确参数值。滤波器的各种参数用键盘设置,由lcd显示。试验数据表明,实现了2阶、4阶、6阶、8阶的低通带通滤波功能,可作为通用滤波器使用,提高了设计效率,具有较高的性价比和实用价值。

提出了一种基于横向型信号干扰的新型多传输零点的宽带带阻滤波器。通过采用终端加载一段四分之一波长开路传输线枝节的弯折型反耦合线与两段对称的半波长传输线开路枝节相并联的方式,在滤波器的阻带内引入了五个传输零点,并在通带内产生了四个反射零点,从而获得了陡峭的过渡带特性、宽阻带特性以及较好的阻带抑制水平。最终设计的宽带带阻滤波器中心频率为3ghz,20db衰减带宽可达106%。

阶梯阻抗谐振器高低阻抗微带线直线连接,实现输入输出强耦合需要减小和方形环双模谐振器之间的耦合距离,距离过小会造成实物加工困难。为此,提出了高低阻抗微带线垂直连接且在连接处输入输出的方式,使高低阻抗微带线都能与方形环谐振器耦合,且输入和输出也能耦合,加大了阶梯阻抗谐振器和方形环谐振器的耦合以及输入和输出的直接耦合。仿真结果表明,该方法在提高滤波器性能的同时减小了电路尺寸。

配电网中的间谐波是引起电压闪变的重要原因。针对上述问题,设计了基于巴特沃斯滤波器的并联型有源滤波器,并以上海某港口配电系统的谐波状况为实例进行了仿真研究。仿真结果表明:该有源滤波器能够较好的滤除电网中的间谐波电流,抑制电压闪变。证明了该方案合理,有效。

提出一种采用空间级联可调谐光滤波器方式实现的oadm。该器件不但具有集成度高、体积小、插入损耗低、信道间插入损耗差异小的特点,而且能够在控制电路的作用下灵活选择上下路波长及其数量,为构建灵活、高性能的wdm网络提供了选择。

介绍了一种新颖的微带三模谐振器,由该谐振器构成的微带滤波器具有较宽的通带以及较好的带外抑制。对传统的单模微带环形谐振器结构进行优化,使谐振器在通带内具有三个谐振点,并且在通带边缘有四个对称衰减极点。引入的阶梯阻抗谐振单元使得微带三模谐振器具有良好的带外抑制。依据传输线原理对宽阻带三模谐振器进行了分析,并完成了中心频率为1090mhz的宽阻带带通滤波器设计和加工,其实际测试结果与软件仿真结果具有良好的一致性。

为防止陆地uhf频道的信号到达卫星dbs调谐器并降低其灵敏度,在机顶盒的输入端需要使用高通滤波器。在分析卫星电视信号和陆地信号的基础上,给出了适合卫星dbs调制器的滤波器的性能指标;应用matlab中的fdatool,设计出了符合指标要求的的iir高通滤波器,给出了幅频和相频响应曲线。仿真结果表明,设计结果的各项性能指标达到要求,且设计过程简便易行。

在输入侧将矩阵变换器等效为一个buck型pwm整流器,推导出了采用lc滤波器的矩阵变换器输入电流与输出电流及输入电压之间的传递函数关系。给出了输入滤波器中的电感及电容参数选择方法。分析表明若输入滤波器仅采用lc电路将导致谐振频率附近输入电流振荡,引起系统不稳定。给出了一种带阻尼的输入滤波器的设计方法并进行了仿真验证。同时分析了矩阵变换器的电磁传导发射emi特性,指出工业化的矩阵变换器需要加装emi滤波器。

文章提出了一种基于分支线加载谐振器的三频带通滤波器的设计方法。通过理论分析和全波仿真发现,提出的分支线加载谐振器的奇偶模谐振频率均可以灵活的加以控制。基于这种新型的谐振器,设计了一个三频带通滤波器,该滤波器具有很小的插入损耗和很好的选择性。提出的设计与实验测试结果基本吻合。

基于微带方形环谐振器,采用一种新的微扰方式来实现奇偶模分裂,并对其模式分裂机制进行分析。采用阶梯阻抗微带线结构实现输入/输出与双模谐振器之间的强耦合,构成了宽带带通滤波器。测试结果表明,该滤波器中心频率为4.97ghz,通带内最小插损为1.33db,3db相对带宽为24.75%,并且具有准椭圆函数响应,改善了阻带抑制特性。

提出了一种基于开关电容积分电路、用于多量子阱空间光调制器驱动电路的电流开关网络结构。通过改变开关网络结构及调整开关尺寸,在保持开关电容电路结构简单、功耗低等优点的同时,克服了mos管开关非理想特性带来的开关噪声,提高了输出精度。仿真结果表明,新型电流开关网络结构将开关开启、关断造成的尖峰电流从几十个微安降低到几个微安,有效抑制了噪声影响,极大地提高了输出精度,完全符合多量子阱空间光调制器的要求。

以基于恩智浦半桥驱动icuba2211设计的荧光灯电子镇流器为例,针对电路中存在的传导干扰,探讨了不同的滤波方法。在电路的电源入口处采取滤波技术可对电路的emi进行有效抑制,测试结果表明电路的传导干扰达到了国际的emc标准限值。

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针对微带三通带滤波器设计中的通带独立性不足、调节不便等问题,提出一种基于枝节加载谐振器(slr)和缺陷阶梯阻抗谐振器(dsir)的三通带滤波器设计方法.该方法利用slr和dsir分别实现独立的双通带和单通带滤波器设计,并采用可调t型馈线实现通带的输入输出耦合.该方法具有通带独立、设计简单和结构紧凑等特点.设计并加工出可同时工作于2.45/3.5/5.25ghz的微带三通带滤波器,测试与仿真结果吻合良好.

在通带附近引入传输零点可以得到具有良好带外抑制特性的带通滤波器。提出了一种新型的接地开口谐振单元并提取了该单元结构的等效电路模型。通过与电磁仿真结果对比,证明了对单元结构分析的准确性与提取等效电路模型的有效性。结果表明,该谐振单元在高频段引入了一个传输零点。同时,在基本不影响通带中心频率的前提下,可以通过改变部分结构参数来调整该传输零点的位置进行灵活设计。最后,利用3个单元结构的级联设计具有良好通带特性及带外抑制特性的带通滤波器。对滤波器进行了仿真、加工及测试,测试结果与仿真结果有良好的一致性。