腔体滤波器功率容量分析和应用

腔体滤波器功率容量分析和应用

1气体击穿现象

任何气体都由原子和分子组成，它们都是中性粒子。而且，由于宇宙射线电离或其他现象（例如光电效应），气体里面都会存在少量的电子和带电粒子（离子①）。由于电场作用，气体中的电子和带电粒子会沿电场方向加速运动，与路径上的中性粒子或容器边沿发生碰撞。其中电子碰撞起主要作用。离子越重，加速越慢，则碰撞机会越少，因此碰撞中远不及电子赋予的能量。

1.1粒子碰撞

根据空气动力学经典理论（布朗运动：分子永不停息地做无规则的运动。），气体中的电子、原子、分子、离子可以视为随机状态下小范围自由运动的刚性小球，且这些球之间有相互碰撞。呈现出碰撞的类型有两种：弹性碰撞和非弹性碰撞。

1)在弹性碰撞中，电子或离子从原子中弹出，只和原子交换能量，而不改变原子的状

态。转移给靶原子的能量不能激发靶原子内的电子时，所转移的能量就使靶原子作

为整体而反冲。

2)非弹性碰撞中，电子的能量足够高，它们消耗自身的能量改变原子内部的状态。碰

撞后被激发的原子通常会很快回到它的基态能级，原子得到的能量会被辐射出来。

如果电场足够高，一些电子在碰撞中就会从原子电离出其他电子，产生二次电子和

正离子。

1.2扩散

在气体媒质中，粒子浓度或速度的梯度会导致沿梯度降低方向产生粒子流，这个粒子流称为扩散。在电离气体中，电子被原子和分子沿外加电场的方向散射，散射的电子被气体容器表面吸收。这些电子的损失被认为是扩散作用的结果。虽然扩散的主要因素是电子的自由扩散，但扩散速率取决于电子浓度、场梯度、电子产生率、几何特征、尺寸及容器的表面条件等。此外，扩散速率还依赖于电子和离子的相互作用。

1.3吸附效应

电子可能被吸附在气体的中性粒子上。一旦被吸附，被吸附的电子在离子化过程中不会再发挥任何作用，这是因为中性粒子的重量是电子的2000倍以上。因此，中性粒子的速度比自由电子慢得多，它与失去的电子等价。必须注意，这里失去的电子和扩散过程中的不一样，扩散过程的电子运动是场作用的结果。不同的气体条件下，吸附率的变化与氧成分的含量高低有关。吸附过程由气体的原子和分子的特性控制。

①

1.4 气体击穿

当电场在持续一段时间内足够强时，弹性碰撞和非弹性碰撞频繁发生，产生电子的比率

将大于扩散和再次合并导致失去电子的比率。过量的电子产出率只需要略比失去电子的比率大，就会导致电子浓度急速上升。当电子浓度足够高时，气体变得导电发生击穿。

2 滤波器功率容量

2.1

影响功率容量的因素

滤波器的极限功率容量主要受空气击穿现象限制。产生放电现象又要受空气击穿场强、腔体结构、腔体Q 值、滤波器拓扑结构和滤波器相对带宽等因素影响。其中，

1. 工作环境决定击穿场强E p 。

2. 腔体结构决定腔体中最大场强值和腔体Q 值；

3. 滤波器拓扑结构决定额定输入功率状态下，各腔体的能量分布。

滤波器输入功率越高，内部场强越大，当内部电场强度超过击穿场强时，将引起气体电离导通，形成短路，大功率在内部释放，产生的热量同时使得空气温度升高，加速气体的电离，形成恶性循环。对于镀银的同轴腔滤波器来说，热量使得表面温度升高，导致镀银层迅速氧化，形成氧化银黑点。 2.2

空气的击穿场强

空气的击穿场强E p 受多方面因素的影响： 1. 大气的压强P ;

2. 有效的扩散路径长度L eff ；

3. 电场脉冲的宽度τp ；

4. 空气湿度；

5. 水蒸气中盐分的含量；

6. 气体成分等等。

其中，击穿场强p E （V/m ）主要和温度e T （℃）、气压a P （Atm ）、峰值功率持续时间p τ（μs ）、频率ω（Hz ），有效距离eff L （cm ，≈2倍间隙）密切相关。公式(2.2.2)和公式(2.2.3)分别描述了气压a P （Atm ）与温度e T （℃）和高度H （m ）的关系。

31

2

6

16

2

422210203751 6.410p c eff

p E p v p L p ωτ??

??=++?+??????????

(2.2.1)

式中，

9273760273510a e c

p P T v p ??=?+?

?=?? (2.2.2)

5.256

144401.5a H P ?

?=- ?

??

(2.2.3)

在高气压环境下，即高于1/10的大气压环境（76 Torr ）或更高的情况下，击穿电场强度与频率、扩散特征长度无关，可以表示为

()30V/p E cm Torr p

=-

(2.2.4)

在标准大气压760 Torr 的情况下，空气击穿电场强度E p 为

3076022.8/p E kV cm =?=

(2.2.5)

可以看出，击穿门限电压远小于常用值29kV/cm 。

2.3

最大场强的仿真分析

滤波器最大场强的仿真有两个途径：

一是通过滤波器的模型综合，结构尺寸综合获得整个滤波器的精确尺寸，把滤波器的整个结构模型放入电磁仿真软件（HFSS ，CST 等）去仿真，分析得到内部最大场强，HFSS 缺省的输入功率是1瓦，这种分析方法称作整体模型分析法。该方法直接准确，对于小模型的滤波器比较适用，比如单个谐振腔的滤波器，对于复杂的多腔滤波器来说，一方面准确的结构尺寸模型很难获得，另一方面HFSS 仿真处理能力有限，复杂模型仿真精度低，花费时间长而得不到精确的结果，所以该方法通常不使用。

二是电路模型等效法，先通过滤波器的电路模型，分析输入功率1瓦时各个谐振腔的功率（储能和谐振频率乘积），再使用电磁仿真软件分析单个谐振腔的谐振频率、储能和最大场强，对比最大场强和击穿场强，得到单个谐振腔的最大功率。由于使用了等效的滤波器电路模型，以及只仿真了单个腔的结构模型，所以仿真结果上存在一定的偏差，通过后面的分析和试验验证，这种方法是快捷且行之有效的。单个谐振腔的最大场强获取有本征模仿真法和单谐振腔滤波器仿真法，下面分别详细介绍。 2.3.1

单腔本征模仿真

这里以HFSS 为例，介绍单腔本征模仿真法分析单个谐振腔的功率容量。仿真模型如下图所示，方腔40（W ）×40（W ）×28（H ）。谐振杆尺寸Φ14×24，谐振盘尺寸Φ30×2，

谐振杆内孔尺寸Φ12×15，调谐螺钉Φ6×10，顶部帽和上盖板间距是2，调谐螺钉和谐振盘边缘倒角1，所有尺寸单位是mm 。谐振腔对称性，这里只仿真一半结构，对称面设为对称H 面边界条件。

图1 本征模法单个谐振腔HFSS 仿真模型

根据电磁理论，谐振腔的储能为：

2

00.5V

W E dV ε=?

(2.3.1)

谐振腔内部的最大场强和储能使用“Field Calculator ”工具计算，结果如下，由于这里只仿真了一半结构，因此谐振腔储能应是仿真值的两倍。

仿真得到的谐振频率为934.85MHz 。假设击穿场强为3000000V/m ，单个谐振腔的功率容量为：

2

2

6

61923106.28934.8108.33100.4532214()

b m E P fW E kW π-??

= ?

??

???=????? ???

=

(2.3.2)

2.3.2 单腔滤波器仿真法

HFSS 仿真模型如下，腔体尺寸和前面相同，同轴端口的内径和外径分别是3mm 和7mm ，端口中心的高度是8mm 。

图2单腔滤波器法HFSS仿真模型

该滤波器的传输响应仿真结果如下：

图3单腔滤波器的传输响应

由该曲线可以分析得到，滤波器的单腔谐振频率为973.34MHz，有载品质因子Q e为21.11。由于只仿真了对称的一半结构，端口源的功率只有一半，因此在HFSS源设置中，“Scaling Factor”设为0.5，如下图所示。

重新设置Setup 中的分析频率为973.34MHz ，完成后在“Field Calculator ”工具中计算最大场强，由于滤波器中电场的幅度随着输入信号的相位变化而变化，以及端口输入信号的相位具有不确定性，这里需要分析复电场的幅度，最大场强为30980V/m 。

假设击穿场强为3000000V/m ，则谐振腔的功率容量为： 2

2

300000021.11198()30980b e m E P Q kW E ????

==?= ? ?????

(2.3.3)

2.4

滤波器极限功率计算

在谐振器中某一点电场强度的平方与储存在腔体中能量成正比。比例系数不随腔体中储能大小变化。谐振器中的电场是不均匀的。击穿现象是从腔体中电场强度超过击穿场强的某一点开始，空气电离以后成为等离子体。出现等离子体将破坏原来的场结构，使击穿点附近的电场更强。因此，击穿现象在击穿点附近迅速扩散。直到击穿产生的等离子体把击穿点与外壳导通，击穿现象结束。未击穿前，电场强度的分布与激励功率无关（即：激励功率的大小不改变场分布）。

谐振腔的固有品质因数定义为谐振腔处于谐振状态时，腔内的总储能与一个周期内腔体的损耗之比：

002s s

W W Q W P π

ω== (2.3.4)

其中，的W 表示谐振器的总的储能，W s 表示谐振腔在一个周期中的能量损耗，P s 表示一个周期内谐振腔的平均功率损耗。对于储能W 来说，是电场储能与磁场储能的总和：

e m W W W =+

(2.3.5)

由于谐振腔内电磁场以纯驻波的形式存在，电场和磁场之间有2/π的相位差，这就是说，当腔内电场在某一时刻达到最大值时，磁场将为零，而电场最大，经过四分之一个周期后，电场达到最大值，磁场为零。因此，储能的表达式又可以写成：

2,max 1

2e v

W W E dv ε==

?

(2.3.6)

2,max 1

2m v

W W H dv μ==

? (2.3.7)

通过式(2.3.4)，又可以得到储能与平均功耗之间的关系：

00

s W

P Q ω=

(2.3.8)

在具体的腔体结构中，电场的分布是与腔体的结构存在关系的。将电场的分布表示为如下形式：

max (,,)E E f x y z =

(2.3.9)

其中max E 为电场的最大值，),,(z y x f

为一个分布函数，表征电场的分布特性，)

,,(z y x f =1。上式中的max E 会随着激励功率的增加而改变，而),,(z y x f

不会随激励功率的增加而变

化。将式(2.3.9)代入式(2.3.6)中可以得到： 2

max (

(,,)(,,))2V

W E f x y z f x y z dV ε*=???

(2.3.10)

令

ξ=

=

(2.3.11)

因此，腔体储能与最大场强可得如下关系：

2max 2

1

W E ξ

=

(2.3.12)

腔体结构固定以后，ξ是一个常数。它表明电场最大值的平方与储能具有线性关系。根据式(2.3.8)，滤波器系统输入功率和输出功率之间，可以用下面的关系式表示（由微波网络理论，一个对称二端口网络的功率损耗）：

2

211

21

1

[1()]n

i i

in r out s in i

W P P P P S S P Q ω--==-+=∑

(2.3.13)

其中，ωi 为第i 个腔的谐振频率，W i 为第i 个腔的储能，Q i 为第i 个腔的Q 值。根据式(2.3.13)，能够得出滤波器耗散功率表达式：

1

n

i i

s i

W P Q ω=∑

(2.3.14)

在拓扑结构固定的条件下，滤波器各个腔体储能之间有固定的比例关系，即W i /W max 为定值。它不会随输入功率的变化改变。假如，某一腔体的最大储能是W max ，上式可以写成，

max 1

1

max

n

n

i i

i i

s i

i W W P W Q QW ωω==∑

∑

(2.3.15)

由此式可以得出输入功率与最大储能之间的关系：

()2

211

21

max 1

max

1n

i i

s in i

W P S S

P W QW ω??=-+=??∑

(2.3.16)

1

max max 2211

21

1()

n

i i

i in W QW

P W S S ω=

-+∑

(2.3.17)

令

22

11211max

1()

n

i i i S S W QW ηω-+=∑ (2.3.18)

则

max in W P η=

(2.3.19)

联立式(2.3.12)，腔体的最大储能

2max max 2

1

in W P E ηξ

==

(2.3.20)

2

max 1()in E P η

ξ

=

(2.3.21)

令E max =E p ，则此时的输入功率就是滤波器的最大功率容量 2max 1()p E P ηξ

=

(2.3.22)

2.5

拓扑结构对功率容量的影响

对具有相同频响特性的滤波器，采用不同的拓扑结构滤波器的功率容量不同。

2.6输入端口对功率容量的影响

对于相同的拓扑结构，从不同端口激励时，滤波器呈现的功率容量不同。

2.7功率容量计算总结

计算步骤总结：

1)建立滤波器单个谐振腔的模型；

根据电场强度的分布确定最可能产生击穿的位置；

计算该位置的场强（注意：场强的幅值与相位有关，应计算最大场强）E max；

计算谐振腔的平均储能W av；

计算击穿位置平均场强与谐振腔平均储能之间的比例系数；

E=

max

2)建立滤波器的拓扑结构；

3)根据拓扑结构图建立电路模型；

4)通过电路模型计算滤波器各个谐振回路的储能；

5) 计算谐振腔中最大储能W max ；

6) 计算端口激励功率与谐振腔最大储能之间的比例系数；

max

in

W P η=

令W av =W max 建立最大储能状态下腔体电场与输入功率之间的联系；

max E =

令E max =E p ，则此时的输入功率就是滤波器的最大功率容量

2

2

max

max max 11p p E E P W E ηξ????==

? ?????

3 提高滤波器功率容量的方法

影响滤波器功率容量的主要因素有：

1. 谐振腔结构、滤波器拓扑结构和结构上的不连续；

2. 大气压力（海拔和温度）、气体湿度和气体成分；

3. 电压驻波比；

4.设备中的杂质等。

提高滤波器的功率容量主要从腔体结构设计；拓扑结构选择；提高滤波器气密性等入手。通过抽真空或者采用增压系统可以提高击穿余量，但是会增加成本和降低可靠性。采用阴电性气体或惰性气体，例如氟利昂，由于其具有很高的吸附系数，可以提供极高的击穿电压。然而，这些气体有毒，不能在商业系统中使用。

在连续波功率条件下，传输线和微波元件需要耗散大量的热能，连续波工作条件下地面设备的功率容量取决于设备的温升而不是击穿电压。因此，允许的温升可以作为确定功率容量的重要标准，热设计中必须保证高功率设备可接受的温升。在地面环境中，可以考虑使用一些冷却技术（包括扩大冷却表面）来辐射散热，利用空气冷却或水冷。

基于HFSS的微调谐腔体带通滤波器设计

基于HFSS的微调谐腔体带通滤波器设计 发表时间：2016-10-12T14:41:17.417Z 来源：《电力设备》2016年第14期作者：李婷婷 [导读] 针对微调谐腔体带通滤波器设计制造中存在的问题，介绍了腔体带通滤波器的总体设计。 （广州海格通信集团股份有限公司） 摘要：针对微调谐腔体带通滤波器设计制造中存在的问题，介绍了腔体带通滤波器的总体设计；论述了需要解决的问题，如优化计算、提高仿真精度和简化调谐结构，并对二端口网络等效替换、整体仿真和微调谐关键技术进行了分析。 关键词：腔体带通滤波器；微调谐；免调谐；HFSS 传统的微波腔体带通滤波器的设计过程中，参数计算量大，仿真存在误差，调谐过程耗时费力。随着腔体带通滤波器在微波通信设备中的广泛应用，其设计方法有待改进。 通过设计参数求取方法的改进和对原理图的完善补充以及采用合理的仿真过程，确保了滤波器设计的精确度。在此基础上，摒弃传统的用调谐螺钉调谐的方式，采用微调谐结构的腔体来实现滤波器的微调谐，配合线切割加工工艺，最终实现腔体带通滤波器的精确微调谐设计，一定的相对带宽条件下，可实现免调谐设计。 一、总体设计 微波腔体带通滤波器的设计过程大体分为3步：一是按设计要求求取设计参数；二是进行滤波器模型的仿真；三是进行滤波器的调谐。求取设计参数一般先根据设计要求选择合适的切比雪夫低通原型滤波器，因为较之最大平坦型滤波器，切比雪夫滤波器有更优异的带外抑制，较之椭圆函数滤波器更易于实现。 进行模型仿真前，还需要得到以下3个参数：一是单端输入最大群时延；二是谐振器间耦合系数；三是谐振腔的谐振频率。 滤波器模型的仿真分为2步：第一步要在HFSS中建立滤波器的三维微调谐模型；第二步就是进行HFSS的模型仿真。在HFSS中建立滤波器腔体模型后，对其先后进行单谐振器本征模仿真、双谐振器本征模仿真和单端输入最大群时延仿真，分别得到单谐振器谐振频率、相邻谐振器间耦合系数和单端输入最大群时延等参数的仿真值。然后，利用仿真值去逼近对应参数的理论值，得到最终的模型尺寸。 模型仿真结束后就可以按仿真尺寸对滤波器进行机加工，最后经过调谐，滤波器就可以达到使用要求了。 二、需要解决的问题 （一）提高仿真精度 三维电磁场仿真软件HFSS由于本身采用的是有限元数值算法，相对于矩量法和积分法来说，具有较高的仿真精度，但是由于设计者采用不合理的仿真方法，导致设计中存在仿真误差。 对于谐振器间耦合系数的仿真，传统的方法是建立孤立双谐振器模型进行谐振器之间耦合系数的仿真，根据仿真数据建立相邻谐振器间耦合系数对应孤立双谐振器间距的曲线，再依据此曲线确定每个孤立双谐振器之间的距离，最后将各个孤立双谐振器单元进行组合得到整个腔体滤波器模型，多谐振器组合后之间的相互影响，可能导致滤波器响应的变坏，严重影响到滤波器仿真的精度。 （二）简化调谐结构 腔体滤波器的结构设计中使用了大量的调谐螺钉，或在盖板上安装调谐螺钉，或在盒体侧壁上安装，与此同时还需要考虑相应螺母的尺寸及调谐完成后如何固定螺母的问题。调谐螺钉的使用导致滤波器结构复杂且体积庞大。 同时还存在一个更重要的问题，即滤波器调谐的好坏、快慢很大程度上依赖于调谐者的经验与技术水平，且产品的一致性不是很好，这严重限制了腔体滤波器的批量生产。 三、关键技术 （一）二端口网络等效替换技术 二端口网络等效替换技术是在从切比雪夫低通原型到只有一种电抗元件低通原型的变换过程中，摒弃利用对偶电路求取J值的方法，采用二端口网络电路直接等效替换的方法将低通原型中的串联电感变换成并联电容，低通原型中的电容值保持不变，经过变换后的并联电容值与低通原型中的串联电感的电抗值保持一致。 （二）整体模型仿真技术 整体模型仿真技术：首先建立滤波器整体模型，在整体模型的框架内先对单谐振器本征模仿真求得每个谐振杆的尺寸与加载情况，再对双谐振器本征模仿真求得相邻谐振杆的间距。2种模式仿真都采用从中心谐振器单元到两端谐振器单元的仿真顺序。同时为了减小双谐振器本征模仿真与单谐振器本征模仿真之间的相互影响，需要这2种仿真交替进行几次，直至2种模式仿真的相互影响比较细微时，最后再进行单端输入最大群时延的仿真。这样从整体模型的能有效提高仿真的精确度； （三）微调谐技术 谐振杆一端与地短路，一端开路，开路端加载一薄金属片，金属片呈现的是电容的特性，通过小幅度拨动金属片改变金属片与金属腔壁间的距离来实现滤波器的微调故而又称金属片为调谐电容片；输入输出端中间的过孔用于焊接穿墙玻璃绝缘子的探针，称之为探针孔；谐振杆模拟的是并联谐振电路。 四、仿真与性能测试结果分析 （一）仿真 设计要求：中心频率为4.7GHz，通频带相对带宽为16%，3.5GHz和6GHz处的抑制度达到30dB，插入损耗小于1dB。 首先根据带外抑制度选择5腔结构；再求取谐振器间耦合系数，单端输入最大群时延和谐振腔的谐振频率分别如下：k1，2=0.19937，k2， 3=0.1421，τmax=0.5443，F0=4673.3，F0是W0对应的频率值。然后在HFSS中建立三维微调谐滤波器模型，之后通过下面3个步骤最终得到滤波器三维模型的尺寸： ①通过HFSS单谐振器本征模型仿真使单谐振器本征模频率在F0附近，以此确定每个谐振杆的大小与加载情况。谐振杆长度用L表示，

腔体滤波器的设计

腔体滤波器的设计中耦合窗口的计算 马军昌魏文珍 （西安富士达科技股份有限公司，西安710077） Designing Of Cavum Filter(二) Ma junchang Wei wenzhen (XI,AN FORSTAR S&T CO.,LTD,XI,AN710077) 摘要：根据螺旋滤波器耦合窗口，通过螺旋线与谐振杆转换，得出腔体耦合窗口的计算，与实例有很好的吻合。 关键词：同轴腔体滤波器耦合窗口，面积等效 Abstract: according to the spiral bandpass coupling window, through spirals and resonant stem conversion, draw recessed coupled with examples of calculation, window has very good agreement. Keywords: coaxial recessed filter coupling window, an area of equivalent 1 引言 腔体滤波器谐振腔之间的耦合窗口问题比较复杂，用数学分析的方法来解决比较困难，尤其耦合窗口的高度与耦合系数之间的关系，目前还没有准确的数学分析和计算。现在可以借鉴的技术只有螺旋谐振器的耦合系数与窗口高度之间一个关系曲线。如果将其通过等效转换，将螺旋线等效为腔体滤波器的谐振杆，那么问题将会得到解决。为了更好的说明这个问题，在推导完成之后，再通过一个例题去验证它。 2 同轴腔体之间的耦合 2.1 耦合窗口高度和耦合系数之间的关系 螺旋滤波器的窗口h的定义图（右） 通过实验的方法得到如下的关系曲线：

有源低通滤波器设计报告要点

课程设计(论文)说明书 题目：有源低通滤波器 院（系）：信息与通信学院 专业：通信工程 学生姓名： 学号： 指导教师： 职称： 2010年 12 月 19 日

摘要 低通滤波器是一个通过低频信号而衰减或抑制高频信号的部件。理想滤波器电路的频响在通带内应具有一定幅值和线性相移，而在阻带内其幅值应为零。有源滤波器是指由放大电路及RC网络构成的滤波器电路，它实际上是一种具有特定频率响应的放大器。滤波器的阶数越高，幅频特性衰减的速率越快，但RC网络节数越多，元件参数计算越繁琐，电路的调试越困难。根据指标，本次设计选用二阶有源低通滤波器。 关键词：低通滤波器；集成运放UA741；RC网络 Abstract Low-pass filter is a component which can only pass the low frequency signal and attenuation or inhibit the high frequency signal . Ideal frequency response of the filter circuit in the pass band should have a certain amplitude and linear phase shift, and amplitude of the resistance band to be zero. Active filter is composed of the RC network and the amplifier, it actually has a specific frequency response of the amplifier. Higher the order of the filter, the rate of amplitude-frequency characteristic decay faster, but more the number of RC network section, the more complicated calculation of device parameters, circuit debugging more difficult. According to indicators ，second-order active low-pass filter is used in this design . Key words：Low-pass filter；Integrated operational amplifier UA741；RC network,

给排水专业技术要求

给排水专业技术协议 3.1.给排水设计通用要求 3.1.1户内厨卫、公共卫生间、泵房、水箱间、水处理间、消防水池及其余设备间，均应有给排水详细的平面大样及系统图；所有系统均要求画轴测系统图；给排水立管及商铺用水点位置应在平面图中表示（其中立管应有定位尺寸及编号）。 3.1.2应按本设计任务书要求选用材料及设备设施，用水定额按地方标准的接近下限选取，并将其在设计说明中作详尽表述；主要设备表上的设备应注明规格、型号、性能参数。设计说明中应有给排水各系统的设计流量与工作压力等参数的表述。 3.2.给水、排水系统 甲方应在施工图开始前提供市政给水点和污水排放接入点的具体位置及标高。3.2.1在小区给水引入管后分设住宅给水、公建给水(包括商业、会所、幼儿园等)两个独立的给水系统，并设水表单独计量。 3.2. 2 室外各水景、绿化给水、消防补水、室外消火栓从室外给水管网接入并分别设置计量水表（其中室外消火栓不设置计量水表）。 3.2. 3 住宅每单元可设专用给水管道井，多层建筑住户用水的计量装置均集中安装在楼外检查井内，做到分户计量，抄表出户；水管井应合理布置，满足检修抄表的空间需要（平面图画详细）。 3.2.4 甲方应在施工图设计开始前提供本小区的市政供水压力，设计时应充分利用市政自来水管网压力直接供水,高区采用垂直分区并联供水系统, 根据水压需要可设计变频加压供水系统,应满足整个小区高区供水。 3.2.5 住宅设置厨房、卫生间排水、分体空调冷凝水、屋面雨水等排水系统；会所、商业、幼儿园等房间设置相应的给排水系统。 3.2.7排水系统采用重力自流排出室外, 地下室污废水均汇至地下室的集水坑，然后用潜污泵提升排放；卫生间不作同层排水。 3.2.8 当二层或一层单独排水干管跨越架空层(含商铺)或地下层且水平跨度较长时,应分别将该排水横干管接入楼上层排水横干管的下游,接入点在距楼上层最近排水主立管大于2.0米～3.0米处,用45°斜三通接入。 3.2.9 室外分别设置雨水（含分体空调排水）、污废水系统，其中雨水直接排入市政雨水管网, 污废水经化粪池处理后排入市政污水管网。 3.2.10卫生器具均选用节水型；每户住宅的卫生间内只设置1台电热水器，厨房设1台燃气壁挂炉, 同时保证卫生间能用燃气壁挂炉的热水洗澡；燃气壁挂炉排烟管穿墙的预留洞 D100，中心标高距地为+2.30米；幼儿园设置电热水器为

《腔体滤波器设计具体步骤》

Advanced Coupling Matrix Synthesis Techniques for Microwave Filters Richard J.Cameron ,Fellow,IEEE Abstract—A general method is presented for the synthesis of the folded-configuration coupling matrix for Chebyshev or other filtering functions of the most general kind,including the fully canonical case, i.e., +2”transversal network coupling matrix,which is able to accommodate multiple input/output couplings,as well as the direct source–load coupling needed for the fully canonical cases.Firstly,the direct method for building up the coupling matrix for the transversal network is described.A simple nonoptimization process is then outlined for the conversion of the transversal matrix to the equivalent “ ”coupling matrix,ready for the realization of a microwave filter with resonators arranged as a folded cross-coupled array.It was mentioned in [1]that,although the polynomial synthesis procedure was capable of generating finite-position zeros could be realized by the coupling matrix.This excluded some useful filtering characteristics,including those that require multiple input/output couplings,which have been finding applications recently [3]. In this paper,a method is presented for the synthesis of the fully-canonical or “coupling matrix. The .(b)Equivalent circuit of the k th “low-pass resonator”in the transversal array. The matrix has the following advantages,as compared with the conventional coupling matrix.?Multiple input/output couplings may be accommodated, i.e.,couplings may be made directly from the source and/or to the load to internal resonators,in addition to the main input/output couplings to the first and last resonator in the filter circuit.?Fully canonical filtering functions (i.e.,coupling matrix, not requiring the Gram–Schmidt orthonormalization stage.The 0018-9480/03$17.00?2003IEEE

微波腔体滤波器的快速设计及仿真

第２２卷第４期２００６年８月 微波学报 ＪＯＵＲＮＡＬ０ＦＭＩＣＲＯＷＡＶＥＳ Ｖ０１．２２Ｎｏ．４ Ａｕｇ．２００６ 文章编号：１００５－６１２２（２００６）０４ＪＤ０５３舭 微波腔体滤波器的快速设计及仿真＋ 邓贤进１’２李家胤２张健１ （】．中国工程物理研究院电子工程研究所，绵阳６２１９００；２．电子科技大学，成都６１０Ｑ５４） 摘要：经典的微波腔体滤波器设计往往需要大量的复杂公式计算和繁琐的曲线查找。快速设计方法正是为了避免这样的过程。以梳状线带通滤波器为例，通过计算几个典型的归一化杆径和归一化间距，绘制出分别以相对带宽为横坐标，归一化杆径和归一化间距为纵坐标的快速简便的设计曲线。用ＡＮｓＯＦｒ．ＨＦｓｓ仿真软件对用该方法设计出的微波带通滤波器进行结构仿真，最后得到满意的结构设计尺寸，实验测试结果达到了技术指标要求，验证了该方法的正确性。 关键词：微波腔体滤波器，相对带宽，结构仿真 ＦａｓｔＤｅｓｉｇｎａｎｄＳｉｍｌｌｌａｔｉｏｎｆｏｒＭｉｃｒｏｗａＶｅＣａＶｉｔｙＦｉｌｔｅｒ ＤＥＮＧＸｉａｎ．ｊｉｎｌ”，ＵＪｊａ－ｙｉｎ９１，ＺＨＡＮＧＪｊ柚２ （１．风ｆ．旷Ｅｚｅ以ｒＤｎ如魄ｉ聊ｅ＾ｎｇ，ｃＡＥＰ，批，咿昭６２１９００，ｍｉ加； ２．咖如ｅ倦渺旷Ｅｋ￡ｒＤ疵＆如ｎｃｅ口，ｌｄ‰ｌＩｌ加研旷吼ｉＭ，ｃｋ，ｌｇｄｕ６１００５４，吼ｉ№） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆＣｌ聃ｓｉｃａｌｍｉｃＩＤｗａｖｅｃａｖｉｔｙｆｉｌｔｅｒｒｅｑｕｉｒｅｓｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｓｏｆｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｆｏｎｎｕｌａｅａｎｄｎｕｍｅｒ．ｏｕｓｃｕｎ，ｅｓ．Ａ ｆａｓｔａｎｄｓｉｍｐｌｅｄｅｓｉｇｎｍｅｔｌｌｏｄｃａｎａｖｏｉｄｔｌｌｅｓｅｐｒｏｃｅｓｓ．ＴａｋｉｎｇｐｅｃｔｉｎａｔｅｂａＩＩｄｐ嬲ｓｆｉｌｔｅｒｆｏｒｅｘａｍｐｌｅ，ｂｙｃａｌｃｕ—ｌａｔｉｎｇｓｏｍｅｔｙｐｉｃａｌ ｎｏ珊ａｌｉｚｅｄｄｉａｍｅｔｅｒｓａｎｄｓｐａｃｅｓｂｅｔｗｅｅｎｏｆｐｏｌｅｓ，ａｆ缸ｔａｎｄｓｉｍｐｌｅｄｅｓｉｇｎｃｕｒｖｅｓｉｓｏｂｔａｉｎｅｄｉｎｗｈｉｃｈ，Ｘ—ｃ００ｒｄｉｎａｔｅｉｓｆｏｒｒｅｌ砒ｉｖｅ诵ｄｅｂ蚰ｄ，Ｙ—ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｉｓｆｏｒｎ０咖ａｌｉｚｅｄｄｉａｍｅｔｅｒａｎｄｓｐａｃｅｂｅｔｗｅｅｎｏｆｐ０１ｅｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＢｙｍｅａｎｓｏｆＡＮＳＯＦＴ—ＨＦＳＳ８０ｆｔｗａｒｅ，ｓｔｍｃｔｕｒｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｔｌｌｉｓｍｉｃｒｏｗ“ｅｂａｎｄｐａｓｓｆｉｌｔｅｒｄｅｓｉｇｎｅｄｂｙｔｈｉｓｗａｙｓｃａｎｂｅａ—ｃｈｉｅｖｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，Ａｓａｔｉｓｆａｃｔｏｒｙ ｓｔｍｃｔｕｒｅｓｉｚｅｉｓｏｂｔａｉｎｅｄ，ｗｈｉｃｈｍｅｅｔｓｔｈｅｓｐｅｃｉ６ｃａｔｉｏｎｓａｎｄｔｈｅｖａｌｉｄｉｔｙｉ８ｐｒｏｖｅｄｂｙｅｘｐｅｒｉ—ｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｍｉｃｍｗａｖｅｃａｖｉｔｙ矗ｌｔｅｒ，Ｒｅｌａｔｉｖｅｂａｎｄｗｉｄｔｈ，Ｓｔｍｃｔｕｒｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ 引言 由于现代微波滤波器的结构设计涉及到大量的公式计算和图表，要准确设计出所需的滤波器，需要大量的计算和曲线查找，特别是在设计圆杆型的滤波器时，需要一级一级地推算出滤波器的尺寸，工作量很大。同时，在设计过程中，杆的电特性是用各杆对地的单位长自电容ｃ。和相邻两杆的单位长互电容ｃ鼬＋，来表现的，忽略了相邻以外的边缘电容的影响，这样表示并不很准确…。此外，在查曲线时也存在较大的误差。所以，从滤波器的设计过程来看，不可能做到完全准确，都有一定的近似。但这些不会影响滤波器的设计，因为我们可以在调试时通 ＋收稿日期：２００５国７—１３；定稿日期：２００５一１１＿０１ 基金项目：“十五”国防预研课题（４２１０１０９－３）过改变可调螺钉的位置来弥补这些近似。这正是快速设计方法的依据。从经典的滤波器计算公式和图表曲线可以看出，滤波器的级数ｎ和相对带宽是影响滤波器各种尺寸大小的重要因素，随着相对带宽的增大，带通滤波器的归一化杆径和归一化间距减小。滤波器设计好后，可以通过改变集总电容的大小和调整调谐螺钉的位置来改变滤波器的中心频率。所以滤波器可以在较宽的频率范围滑动，这样就可以把滤波器的频率调整到所需要的中心频率上。正因为如此，为了避免繁琐的计算和复杂的设计步骤，可以以滤波器的相对带宽为横坐标，归一化杆径和归一化间距为纵坐标绘制出快速简便的微波带通滤波器的设计曲线。从该曲线可以方便快速地

自适应滤波器毕业设计论文

大学 数字信号处理课程要求论文 基于LMS的自适应滤波器设计及应用 学院名称： 专业班级： 学生姓名： 学号： 2013年6月

摘要自适应滤波在统计信号处理领域占有重要地位，自适应滤波算法直接决定着滤波器性能的优劣。目前针对它的研究是自适应信号处理领域中最为活跃的研究课题之一。收敛速度快、计算复杂性低、稳健的自适应滤波算法是研究人员不断努力追求的目标。 自适应滤波器是能够根据输入信号自动调整性能进行数字信号处理的数字滤波器。作为对比，非自适应滤波器有静态的滤波器系数，这些静态系数一起组成传递函数。研究自适应滤波器可以去除输出信号中噪声和无用信息，得到失真较小或者完全不失真的输出信号。本文介绍了自适应滤波器的理论基础，重点讲述了自适应滤波器的实现结构，然后重点介绍了一种自适应滤波算法最小均方误差（LMS）算法，并对LMS算法性能进行了详细的分析。最后本文对基于LMS算法自适应滤波器进行MATLAB仿真应用，实验表明：在自适应信号处理中，自适应滤波信号占有很重要的地位，自适应滤波器应用领域广泛；另外LMS算法有优也有缺点，LMS算法因其鲁棒性强特点而应用于自回归预测器。 关键词：自适应滤波器，LMS算法，Matlab,仿真

1.引言 滤波技术在当今信息处理领域中有着极其重要的应用。滤波是从连续的或离散的输入数据中除去噪音和干扰以提取有用信息的过程，相应的装置就称为滤波器。滤波器实际上是一种选频系统，他对某些频率的信号予以很小的衰减，使该部分信号顺利通过；而对其他不需要的频率信号予以很大的衰减，尽可能阻止这些信号通过。滤波器研究的一个目的就是:如何设计和制造最佳的(或最优的)滤波器。Wiener于20世纪40年代提出了最佳滤波器的概念，即假定线性滤波器的输入为有用信号和噪音之和，两者均为广义平稳过程且己知他们的二阶统计过程，则根据最小均方误差准则(滤波器的输出信号与期望信号之差的均方值最小)求出最佳线性滤波器的参数，称之为Wiener滤波器。同时还发现，在一定条件下，这些最佳滤波器与Wiener滤波器是等价的。然而，由于输入过程取决于外界的信号、干扰环境，这种环境的统计特性常常是未知的、变化的，因而不能满足上述两个要求，设计不出最佳滤波器。这就促使人们开始研究自适应滤波器。自适应滤波器由可编程滤波器(滤波部分)和自适应算法两部分组成。可编程滤波器是参数可变的滤波器，自适应算法对其参数进行控制以实现最佳工作。自适应滤波器的参数随着输入信号的变化而变化，因而是非线性和时变的。 2. 自适应滤波器的基础理论 所谓自适应滤波，就是利用前一时刻已获得的滤波器参数等结果，自动地调节现时刻的滤波器参数，以适应信号和噪声未知的或随时间变化的统计特性，从而实现最优滤波。所谓“最优”是以一定的准则来衡量的，最常用的两种准则是最小均方误差准则和最小二乘准则。最小均方误差准则是使误差的均方值最小，它包含了输入数据的统计特性，准则将在下面章节中讨论；最小二乘准则是使误差的平方和最小。 自适应滤波器由数字结构、自适应处理器和自适应算法三部分组成。数字结构是指自适应滤波器中各组成部分之间的联系。自适应处理器是前面介绍的数字滤波器（FIR或IIR），所不同的是，这里的数字滤波器是参数可变的。自适应算法则用来控制数字滤波器参数的变化。 自适应滤波器可以从不同的角度进行分类，按其自适应算法可以分为LMS自适应滤波

非常好的滤波器基础知识

非常好的滤波器基础知识 滤波器是射频系统中必不可少的关键部件之一，主要是用来作频率选择----让需要的频率信号通过而反射不需要的干扰频率信号。经典的滤波器应用实例是接收机或发射机前端，如图1、图2所示： 从图1中可以看到，滤波器广泛应用在接收机中的射频、中频以及基带部分。虽然对这数字技术的发展，采用数字滤波器有取代基带部分甚至中频部分的模拟滤波器，但射频部分的滤波器任然不可替代。因此，滤波器是射频系统中必不可少的关键性部件之一。滤波器的分类有很多种方法。例如：按频率选择的特性可以分为：低通、高通、带通、带阻滤波器等； 按实现方式可以分为：LC滤波器、声表面波/体声波滤波器、螺旋滤波器、介质滤波器、腔体滤波器、高温超导滤波器、平面结构滤波器。 按不同的频率响应函数可以分为：切比雪夫、广义切比雪夫、巴特沃斯、高斯、贝塞尔函数、椭圆函数等。 对于不同的滤波器分类，主要是从不同的滤波器特性需求来描述滤波器的不同特征。 滤波器的这种众多分类方法所描述的滤波器不同的众多特征，集中体现出了实际工程应用中对滤波器的需求是需要综

合考量的，也就是说对于用户需求来做设计时，需要综合考虑用户需求。 滤波器选择时，首先需要确定的就是应该使用低通、高通、带通还是带阻的滤波器。 下面首先介绍一下按频率选择的特性分类的高通、低通、带通以及带阻的频率响应特性及其作用。 巴特沃斯切比雪夫带通滤波器 巴特沃斯切比雪夫高通滤波器 最常用的滤波器是低通跟带通。低通在混频器部分的镜像抑制、频率源部分的谐波抑制等有广泛应用。带通在接收机前端信号选择、发射机功放后杂散抑制、频率源杂散抑制等方面广泛使用。滤波器在微波射频系统中广泛应用，作为一功能性部件，必然有其对应的电性能指标用于描述系统对该部件的性能需求。对应不同的应用场合，对滤波器某些电器性能特性有不同的要求。描述滤波器电性能技术指标有： 阶数（级数） 绝对带宽/相对带宽 截止频率 驻波 带外抑制 纹波 损耗

园林景观给排水、水景系统工程技术规格书

上海市 嘉定区南翔镇湖畔名邸项目 911北地块 景观给排水、水景系统工程（供应及安装） 技术要求

目录页码 第一节总要求JG/TS/1-1~42 第二节景观给排水系统概述JG/TS/2-1~5 第三节管道与敷设JGTS/3-1~8 第四节阀门与配件JG/TS/4-1~6 第五节排水泵及水景循环泵JG/TS/5-1~3 第六节隔震设备JG/TS/6-1~3 第七节景观给排水及水景系统控制装置JG/TS/7-1~2 第八节测试与试运行JG/TS/8-1~6 第九节景观给排水电气装置JG/TS/9-1~38 第十节标识与油漆JG/TS/10-1~9 第十一节杂类提供品JG/TS/11-1~3 第十二节维修保养要求JG/TS/12-1~5 第十三节设备材料表JG/TS/13-1~1

第一节总要求 1.1定义和责任 1.1.1本文描述的『本承包单位』将代表整个总承包工程中的室外给排水、 水景系统工程承包单位。 1.1.2除下列这些词或句应具有以下提供的含义外，其他词或句的解释应参 阅合同条件的定义。 “建设单位”指业主。 “本承包单位”指“总承包单位”或“建筑总承包单位”，亦包 括“给排水系统工程承包单位”、“消防系统工 程承包单位”、“通风及防排烟系统工程承包单 位”、“强电系统工程承包单位”、“燃气内管 系统工程承包单位”。 “其他承包单位”指除“本承包单位”外的其它专业的承包单位。 “供应” 指购买所需设备包括有关组件并运送到工地的安 装位置，包括所有有关供应部分均适合并需对安 装相配合。 “安装” 指建造﹑装配、联接至完成包括有关组件的测试 和系统调试，包括所有有关安装部分均适合并需 对供应相配合。 “协调” 指本承包单位需根据项目工程进度安排负责与相 关政府部门及其他承包单位就工作内容、工作顺 序及时间节点的衔接上要统筹安排，以保障本工 程顺利进行。 “配合” 指本承包单位和其他承包单位应服从相关政府部 门的要求和总承包工作的安排，与其他承包单位 相互合作，以保障本工程顺利进行。

FIR数字滤波器设计论文

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：

学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日

SIW带通滤波器仿真设计

0 引言 滤波器在无线通信、军事、科技等领域有着广泛的应用。而微波毫米波电路技术的发展，更加要求这些滤波器应具有低插入损耗、结构紧凑、体积小、质量轻、成本低的特点。传统用来做滤波器的矩形波导和微带线已经很难达到这个要求。而基片集成波导(SIW)技术为设计这种滤波器提供了一种很好的选择。 SIW的双膜谐振器具有一对简并模式，可以通过对谐振器加入微扰单元来使这两个简并模式分离，因此，经过扰动后的谐振器可以看作一个双调谐电路。分离的简并模式产生耦合后，会产生两个极点和一个零点。所以，双膜滤波器在减小尺寸的同时，也增加了阻带衰减。而且还可以实现较窄的百分比带宽。可是，双膜滤波器又有功率损耗高、插入损耗大的缺点。为此，本文提出了一种新型SIW腔体双膜滤波器的设计方法。 该SIW的大功率容量、低插入损耗特性正好可以对双膜滤波器的固有缺点起到补偿作用。而且输入／输出采用直接过渡的转换结构，也减少了耦合缝隙的损耗。 l 双膜谐振原理及频率调节 SIW是一类新型的人工集成波导，它是通过在平面电路的介质层中嵌入两排金属化孔构成的，这两排金属化孔构成了波导的窄壁，图1所示是基片集成波导的结构示意图。这类平面波导不仅容易与微波集成电路(MIC)以及单片微波集成电路(MMIC)集成，而且，SIW还继承了传统矩形波导的品质因数高、辐射损耗小、便于设计等优点。 1．1 基片集成波导谐振腔 一般情况下，两个电路的振荡频率越接近，这两个电路之间的能量转换需要的耦合就越小。由于谐振腔中的无数多个模式中存在着正交关系，故要让这些模式耦合发生能量交换，必须对理想的结构加扰动。但是，为了保持场结构的原有形式，这个扰动要很小。所以，本文选择了SIW的简并主模TE102和TE201，它们的电场分布图如图2所示。因为TM和TEmn(n10)不能够在SI W中传输。因此，一方面可以保证在小扰动时就可以实现耦合，同时也可以保证场的原有结构。

毕业论文-数字滤波器设计

目录 摘要 (1) 第1章绪论 (2) 1.1数字滤波器的研究背景与意义 (2) 1.2数字滤波器的应用现状与发展趋势 (2) 1.3数字滤波器的实现方法分析 (4) 1.4本章小结 (4) 第2章数字滤波器的概述 (5) 2.1数字滤波器的基本结构 (5) 2.1.1IIR滤波器的基本结构 (5) 2.1.2FIR滤波器的基本结构 (7) 2.2数字滤波器的设计原理 (8) 2.2.1滤波器的性能指标 (9) 2.2.2IIR数字滤波器的设计方法 (9) 2.2.3FIR数字滤波器的设计方法 (10) 2.3IIR滤波器与FIR滤波器的分析比较 (12) 2.4本章小节 (13) 第3章数字滤波器的算法设计及仿真 (14) 3.1由模拟滤波器设计IIR数字滤波器 (14) 3.1.1巴特奥兹滤波器 (14) 3.1.2切比雪夫滤波器 (15) 3.1.3椭圆滤波器 (17) 3.2用MATLAB设计数字滤波器 (20) 3.2.1FDATool界面 (20) 3.2.2用Fdatool进行带通滤波器设计 (21) 3.3将系统函数由直接型化成级联型 (23) 3.3.1二阶节系数的确定 (24) 3.3.2系数转换成二进制码 (24) 3.4本章小结 (26) 第4章IIR带通滤波器的VHDL描述及仿真 (27) 4.1IIR带通滤波器的VHDL描述 (27) 4.2IIR带通滤波器的M ODELSIM仿真 (29) 4.2.1仿真波形 (29) 4.2.2仿真输出 (30) 4.3本章小节 (30)

第5章总结 (31) 5.1滤波器功能和性能总结 (31) 5.2设计心得和体会 (31) 第6章结束语 (32) 参考文献 (33) 附录 (34) 译文 (37) 外文原文 (41)

同轴腔带通滤波器设计

同轴腔带通滤波器设计 叶 晔 摘 要：带通滤波器的应用前景非常的广阔。本课题详细的分析了同轴腔体带通滤波器，腔体之间的耦合系数通过利用响应函数求导，讨论了同轴谐振腔所具有的电磁特性，主要包括谐振频率、具有耦合结构的谐振腔和外部Q 等。应用分析软件即三维全波分析软件，分析了耦合系数、耦合窗与腔体结构参数之间的关系。以这种结合的方法即路和场的仿真、优化相结合,从而分析出了滤波器的耦合和输入输出结构参数。 关键词：滤波器；带通；同轴 Abstract:In this paper, we analyze the coaxial cavity band-pass filter. And we can get the result between different cavity by using the derivative of response function. In addition, we also research the electromagnetic properties of the coaxial resonator which inchudes resonant frequency, coaxial cavity with the coupling structure and extemal Q paremeter. We can use computer software to analyze the coupling result, coupling window and the relationship of the cavity parameters. And we also can simulate and optimize the electromagnetic properties to get the proper result of the filter. Key Words : filter; band-pass; coaxial 1. 引言 由电磁振荡而产生的不同频率的电磁信号始终在我们的周围存在着，而只有特定的装置阻止那些无用的频段选取某些频率，来满足我们对于某些特定频率的需求，滤波器就是能够满足我们这种需求的一种装置。现在微波通信系统和我们现代的生活有着越来越紧密的联系，从民用到军用，应用的较为广泛。作为一个特定的具有选频功能的电磁网络，微波滤波器作为微波系统中的一个重要部分，因此在电子科学技术发展中有着举足轻重的地位[1]。 在现代通信系统中，微波滤波器已经成为发射端和接收端不可缺少的一种器件了，它可以对不同频率的微波信号进行分离，尽可能的让需要的信号无衰减的通过，尽可能大的抑制无用的信号。在对微波滤波器的性能指标上，用户的要求也是越来越高，比如高阻带抑制、低带内插损、大功率等各项指标。而且，因为不断出现的新的材料，新的工艺，以及半导体技术的不断更新与发展，各种新的RF [2]模块不断出现，使得技术开发人员不断缩短对毫米波RF 有源电路和微波的研究周期，而且体积不断小，电路的集成度也越来越高。因此，目前毫米波、微波通信领域中，设计出集成度高、体积小、功率大、性能高的无源器件是工程师不断研究和探索微波滤波器的方向与目标，而同轴腔带通滤波器的出现满足了毫米波、微波通信领域通信技术快速发展的需求，其具有高的品质因素、插入损耗比较低、具有高的稳定性能。因此，带通滤波器的应用前景非常的广阔。本课题通过详细分析同轴腔体带通滤波器，以及利用响应函数求到腔体之间的耦合系数，讨论分析了同轴谐振腔所具有的电磁特性，最后分析出了滤波器的耦合和输入输出结构参数。 2. 微波滤波器参数 1）带宽：通带的3dB 带宽； 2）中心频率：c f 或0f ； 3）截止频率：下降沿3dB 点频率； 4）插入损耗：当滤波器与设计要求的负载连接，通带中心衰减； 5）带内波纹绝对衰减：阻带中最大衰减（dB ）； 6）品质因数Q ：中心频率与3dB 带宽之比； 7）反射损耗。 3. 同轴腔带通滤波器的设计 3.1 滤波器的设计步骤 1）确定滤波器的类型以及实现方式 首先根据技术指标的要求，来确定滤波器的类型以及其实现的方式，其中包括带通、高通、低通或是带阻的确定，需要使用哪种逼近函数模型，以及实现的形式（在这里实现的形式可以选择用同轴线、波导或是用微带线等来实现）。 2）确定滤波器的阶数 确定滤波器的阶数，需要依据逼近函数模型以及技术指标要求。阶数主要取决于所选择的衰减逼近函数以及模型带外抑制、带内插损，即元件数n 是由衰减特性曲线所决定的，可以通过查表或者通过一些公式计算得到。 3）通过查表得到低通滤波器原型的各元件值 低通滤波器原型可以通过函数转换得到带通、高通、带阻滤波器的各元件值。 4）使用电路仿真软件进行仿真 优化电路中各元件的值可以使用电路仿真软件进行仿真。 5）使用场仿真软件仿真 一般会使用场仿真软件来确定课题的最终设计，因为场仿真与实际相差比较小。 3.2 滤波器的设计方法 1 、镜像参数法 镜像参数法是人们一向用来设计滤波器的经典办法，其是以滤波网络的内在特性为根据，这种经典方法的特别之处是，变换器损耗的特性可以根据滤波网络的具体电路，用分析的方法推算出来，然后再将这些滤波网络的具体电路拼凑起来，使得所需要的技术要求能用总的LA 特性来满足。而用经典的方法所设计出来的滤波器一般是m 式滤波器、K 式滤波器等，经典方法

自适应滤波器的设计与实现毕业论文

自适应滤波器的设计与实现毕业论文 目录 第一章前言 (1) 1.1 自适应滤波器简介 (1) 1.2 选题背景及研究意义 (1) 1.3 国外研究发展现状 (2) 第二章自适应滤波器的基础理论 (4) 2.1 滤波器概述 (4) 2.1.1 滤波器简介 (4) 2.1.2 滤波器分类 (4) 2.1.3 数字滤波器概述 (4) 2.2 自适应滤波器基本理论 (7) 2.3 自适应滤波器的结构 (9) 第三章自适应滤波器递归最小二乘算法 (11) 3.1 递归最小二乘算法 (11) 3.1.1 递归最小二乘算法简介 (11) 3.1.2 正则方程 (11) 3.1.3 加权因子和正则化 (16) 3.1.4 递归计算 (18) 3.2递归最小二乘(RLS)算法的性能分析 (22) 第四章基于MATLAB自适应滤波器仿真 (23) 4.1 正弦波去噪实验 (23) 4.2 滤波器正则化参数的确定 (28) 4.2.1 高信噪比 (28) 4.2.2 低信噪比 (31) 4.2.3 结论 (33) 4.3 输入信号不同对滤波效果的影响 (33)

4.3.1 输入信号为周期信号 (33) 4.3.2 输入信号为非周期信号 (38) 第五章结论与展望 (44) 5.1 结论 (44) 5.2 对进一步研究的展望 (44) 参考文献 (45) 致谢 (46) 附录 (46) 声明 (58)

第一章前言 1.1自适应滤波器简介 自适应滤波器属于现代滤波的畴，它是40年代发展起来的自适应信号处理领域的一个重要应用，自适应信号处理主要是研究结构可变或可调整的系统，可以通过自身与外界的接触来改善自身对信号处理的性能，通常这类系统是时变的非线性系统，可以自动适应信号传输的环境和要求，无须详细的知道信号的结构和实际知识，无须精确设计处理系统本身。 自适应系统的非线性特性主要是由系统对不同的信号环境实现自身参数的调整来确定的。自适应系统的时变特性主要是由其自适应响应或自适应学习过程来确定的，当自适应过程结束和系统不再进行时，有一类自适应系统可成为线性系统，并称为线性自适应系统，因为这类系统便于设计且易于数学处理，所以实际应用广泛。本文研究的自适应滤波器就是这类滤波器。 自适应滤波器是相对固定滤波器而言的，固定滤波器属于经典滤波器，它滤波的频率是固定的，自适应滤波器的频率则是自动适应输入信号而变化的，所以其适用围更广。在没有任何信号和噪声的先验知识的条件下，自适应滤波器利用前一时刻已获得的滤波器参数来自动调节现时刻的滤波器参数，以适应信号和噪声未知或随机变化的统计特性，从而实现最优滤波。1.2选题背景及研究意义 伴随着移动通信事业的飞速发展，自适应滤波技术应用的围也日益扩大。早在20世纪40年代，就对平稳随机信号建立了维纳滤波理论。根据有用信号和干扰噪声的统计特性(自相关函数或功率谱)，用线性最小均方误差估计准则设计的最佳滤波器，称为维纳滤波器。这种滤波器能最大程度地滤除干扰噪声，提取有用信号。但是，当输入信号的统计特性偏离设计条件，则它就不是最佳的了，这在实际应用中受到了限制。到60年代初，由于空间技术的发展，出现了卡尔曼滤波理论，即利用状态变量模型对非平稳、多输入多输出随机序列作最优估计。现在，卡尔曼滤波器已成功地应用到许多领域，它既可对平稳的和非平稳的随机信号作线性最佳滤波，也可作非线性滤波。实质上，维纳滤波器是卡尔曼滤波器的一个特例。 在设计卡尔曼滤波器时，必须知道产生输入过程的系统的状态方程和测量方程，即要求对信号和噪声的统计特性有先验知识，但在实际中，往往难以预知这些统计特性，因此实现不了真正的最佳滤波。 Widrow.B等于1967年提出的自适应滤波理论，可使自适应滤波系统的参数自动地调整而