基于Z变换技术的滤波器综合与设计

论文摘要

随着通信技术的迅速发展,目前的宽带通信已经不能满足人们对通信的需求。在强大的需求刺激下,近年来,国内外专家提出了一些宽带滤波器的新型结构和设计理论。然而对于这些滤波器的设计,有些是没有综合理论的,而有些也只是在传统窄带滤波器的设计理论的基础上进行一些修正得到的综合理论。而本文的z变换技术的综合方法摆脱传统窄带滤波器的设计思路,从根据分布参数特性得到的系统函数出发,利用离散时域技术获得z域的系统函数。采用“四分之一波长短路枝节——半波长连接线——四分之一波长短路枝节”为基本单元的周期性结构来实现该系统函数所得到的滤波特性。经过优化计算之后得到滤波器各个部分的特性阻抗,然后根据公式计算和仿真调整就可以得到滤波器的物理尺寸。该方法有以下特点:(1)继承了利用离散时域技术设计滤波器的基本设计思路,并提出了从分布参数电路特性得到的系统函数出发的设计新思路;(2)得到的周期性电路结构使得实际电路结构具有一定的规律性,可以清楚地定义滤波器的级数,这是传统离散时域技术方法所不能得到的;(3)由于实际电路结构的确定性,使得优化计算非常容易成功;(4)优化得到实际结构的特性阻抗相差不会很大,实现起来比较容易。最后,本文通过z变换技术的综合方法设计了低通、宽带、双通带滤波器。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 微波滤波器的研究历史及现状
• 1.2 研究的目的及意义
• 1.3 本文的安排
• 第二章 滤波器的基本理论
• 2.1 滤波器的功能和应用
• 2.2 滤波器的种类
• 2.3 微波滤波器的结构类型
• 2.4 微波滤波器的技术指标
• 2.5 微波滤波器的作用
• 第三章 滤波器的设计
• 3.1 滤波器的设计理论
• 3.1.1 最平坦低通原型滤波器的基本理论
• 3.1.2 Chebyshev滤波器综合
• 3.1.3 椭圆函数滤波器的基本理论
• 3.1.4 广义Chebyshev滤波器综合
• 3.2 频率变换
• 3.2.1 低通滤波器频率变换
• 3.2.2 高通滤波器频率变换
• 3.2.3 带通滤波器频率变换
• 3.2.4 带阻滤波器频率变换
• 第四章 基于z变换技术的综合方法及数字滤波器
• 4.1 基于z变换技术的综合方法
• 4.1.1 理想z 域传输函数的获得
• 4.1.2 链形散射矩阵
• 4.1.3 平行耦合线
• 4.1.4 优化算法
• 4.2 数字滤波器的基本理论
• 4.2.1 数字滤波器的结构
• 4.2.2 IIR数字滤波器的设计方法
• 第五章 滤波器的设计实例
• 5.1 低通滤波器设计
• 5.2 带通滤波器的设计
• 5.3 双通带滤波器的设计
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果