基于超材料结构的表面波滤波性能优化机理

声表面波(SAW)滤波器在现代生产生活与军事中有着广泛的应用。SAW滤波器制造成本比较高,成本与性能的性价比比较低。为了推动SAW滤波器的应用发展,需要进一步提升其性能。利用声学超材料结构设计新型SAW滤波器基片,可以有效提高SAW滤波器的滤波性能,并有效改善现有滤波器在带宽控制方面的问题。利用声学超材料设计了一种新的SAW滤波器基片。这种基片相较于现有产品,不仅成本比较低廉,在信号处理等性能方面也有比较大的优化。研究结果对SAW滤波器的应用和声表面波滤波性能的优化有着重要的意义,有很好的现实价值。     

SAW TV—IFF的计算机辅助设计和分析

基于δ函数模型和脉冲响应模型,讨论了SAW电视中频滤波器(SAW TV—IFF)的设计方法和分析方法,并编制了一个SAW TV—IFF计算机辅助设计分析软件包(SCP2.1).它集设计、分析、数据处理、图形、文件管理、服务程序于一体,不仅能设计出任意幅度和相位的SAW TV—IFF,而且能够分析假电极、元因子、倾斜结构等因素以及诸如衍射、横向端效应等二阶效应的影响。理论与实验结果吻合较好。     

基于振荡检测法的延迟线型声表面波气体传感器特性

研究延迟线型声表面波(SAW)气体传感器的信号传输损耗和相位变化,考察了振荡检测法中相移电路和滤波电路对传感器性能的影响.基于延迟线型SAW气体传感器简化数学模型和频率特性测试,探讨叉指电极(IDTs)对传感器性能和传输过程中信号相位幅值变化量的影响.利用不同阶低通滤波器的性质和相移电路频率特性曲线研究振荡电路对延迟线型SAW传感器振荡频率、灵敏度和稳定性的影响机制.结果表明:延迟线型SAW传感器插入损耗和信号带宽反比叉指对数;传输过程中信号相位变化受振荡频率、波速和中心距共同影响;滤波器幅频特性随滤波电路阶次降低而变好,同时传感器灵敏度提高.     

基于COM模型的声表面波滤波器仿真和设计

介绍了基于耦合模(COM)模型的声表面波(SAW)器件的仿真方法,并将这种仿真方法分别运用于模拟简单和复杂SAW器件.在此基础上,进行了SAW滤波器的设计研究:首先设计了一个中心频率与梯形滤波器相同或相近的纵向耦合双模谐振器型滤波器(DMS),然后将梯形滤波器与DMS滤波器进行多种方式的级联,并对级联后的器件进行模拟分析,最后通过比较得到性能较好的高带外抑制RF滤波器.     

SAW带通滤波器的优化设计

本文将线性相移利FIR数字滤波器优化设计法——等波动切比雪夫逼近用于设计优化的SAW滤波器,设计出了任意通带形状SAW带通滤波器,并将这种优化设计方法同SAWF的传统设计方法进行了比较。实验与理论结果基本一致。     

基于表面声波器件的GPS信号捕获技术研究

针对现有GPS信号处理方法的伴游的信号衰减和大频偏问题,提出了一种基于表面声波(surface acoustic wave,SAW)卷积器的解决方案。SAW卷机器在解决包括信号强度衰减以及多径衰落在内的信道衰落对GPS信号处理带来的问题有很强的优势。首先SAW卷积器通过超声波实现信号处理的特点,使得其对电磁波产生的干扰具有很强的免疫力;其次,SAW器件具有极高工作频率稳定度,从而有利于减小频率估计误差漂移;最后,基于SAW器件的GPS信号捕获结构对于减轻GPS信号捕获的远近效应同样具有优势。通过仿真与传统方法进行了比较,基于SAW卷积器的信号捕获方法对高动态的微弱GPS信号有更好的捕获性能。     

基于声表面波器件的GPS信号捕获技术研究

本文提出了一种在弱信号和高动态环境里利用表面声波器件(SAW)实现GPS信号捕获的方法。在弱信号环境下,完成GPS信号的捕获就是要解决包括信号强度衰减以及多径衰落在内的信道衰落问题,而SAW器件在解决这一问题时具有很强的优势：SAW卷积器通过超声波实现信号处理的特点,决定了其对电磁波产生的干扰具有很强的免疫力;同时SAW器件具有极高工作频率稳定度,从而在减小频率估计误差漂移上具有优势;基于SAW器件的GPS信号捕获结构对于减轻GPS信号捕获的远近效应同样具有优势。在高动态环境中,采用SAW器件能够获得价格上的优势。同时文章中还通过仿真比较了基于SAW卷积器的信号捕获方法与传统方法的性能差别。     

基于DDC的SAW回波信号频率提取方法

SAW测量中,所要处理的回波信号具有瞬时、中频、窄带的特点,传统的FFT频谱分析法的频率分辨力受信号采样长度的制约,无法满足SAW测量的精度要求。基于SAW谐振器工作原理及信号特点,采用数字下变频技术降低回波信号频率,并以曲线拟合的方法提取信号频率;通过对比不同的谐振频率提取方法的处理结果,进一步验证了该方法的有效性。     

滤波器寄生参数消除技术的应用

现代煤矿中的高次谐波和电磁脉冲,会干扰监控系统对瓦斯信号的检测.电磁干扰滤波器能有效地抑制干扰,但无源元件的高频寄生参数严重影响了其抑制干扰的能力,需予以消除.分析电缆对瓦斯信号的干扰、寄生参数变化对滤波器性能的影响以及滤波器寄生参数的抑制措施;通过对电磁耦合的分析、电路的仿真与计算,验证滤波器对干扰的实际抑制效果.实现矿井滤波设备的集成、成本的降低,有效减小电磁干扰对瓦斯信号的影响.避免因干扰产生的高值断电、信号误动作、通讯中断等造成的矿井安全隐患.     

数字视频中值滤波器

在视频信号处理中,通常使用高通、低通、带通等各种滤波器,滤除干扰信号,或者分离有用信号的不同成分。另一些滤波器如梳状滤波器,则主要用于处理电视中行、场扫描和抽样所产生的视频信号。还用到一些数字滤波器,对帧频、行频抽样信号进行量化,实现模拟信号到数字信号的转换。对于数字视频中值滤波器,英国专利曾介绍过一种一维结构的,用于抑制因扫描不洁电影胶卷而产生的干扰脉冲;二维结构的中值滤波器也见过介绍,但具体用途不明。这两种中值滤波器都存在难以辩别干扰脉冲和有用信号高频部分的缺点。     

一种声表面波转矩传感器快速解调方法设计

针对多个谐振器组成的无线无源声表面波(SAW)转矩传感器阅读过程复杂、耗时长的问题,利用SAW谐振器的频率响应特性设计了一种基于时域的转矩传感器快速解调方法.分析了SAW谐振器的响应特性并设计了信号的截断与去噪声方法,以及周期计算方法.根据设定的高频与响应信号周期的关系确定各个谐振器谐振频率的范围,然后通过谱估计具有最大周期的信号以解调出频率.提出的扫描方法只需采集一路信号,即降低了阅读器硬件系统的复杂性,同时在时域中简化了信号解调算法.通过实验测试了该扫描方法,完成一次搜索过程只需521ms,而传统的2路正交信号(IQ)扫描方法需要828ms.实验结果表明:设计的算法与IQ法相比扫描速度提高了37.1%,验证了该算法的有效性.     

金刚石声表面波器件的研制

对ZnO／IDT／金石多层结构高频声表面波滤波器进行模拟设计、样件制备和测量．利用热丝化学气相沉积方法，在抛光Si基底沉积致密、光滑的CVD金刚石膜；采用磁控溅射法在金刚石薄膜上制备C轴取向的氧化钎压电薄膜．研制的ZnO／IDT／金刚石／硅结构SAW滤波器，又指换能器（IDT）指宽1．7μm，SAW滤波器频率达到1．4GHz．     

用自适应FIR横向滤波器消除电视重影

本文介绍了多径传输引起的重影信号对电视图像的影响，着重分析了电视信号行、场扫描有规律性及具有行相关性的特点，提出了可用截断ＦＩＲ滤波器长度的递推法或用不截断的相关法设计滤波器，并进而给出了一种用ＦＩＲ横向滤波器自适应消除重影系统设计方法及系统组成。     

一种数字滤波器的设计及其应用

文章分析了加速度传感器的信号特点，针对此特点从模拟滤波器入手，采用双线性变换法设计了三种数字滤波器，利用MATLAB中fdatool进行数字滤波器的仿真，三种滤波器均可基本满足指标要求。并采用Visual C＋＋语言进行仿真，得出结论：切比雪夫Ⅱ型数字滤波器能够比较有效的对加速度传感器的信号进行滤波，这种数字滤波器在实际应用中具有可行性，对于加速度传感器的信号处理有一定参考价值。     

变转速液压系统流量反馈信号重构控制

为了降低高频干扰信号对变转速液压系统流量控制性能的影响,提出了流量反馈信号小波重构控制方法.利用多分辨率分析理论分解流量反馈信号,剥离干扰信号成分,重构流量反馈信号,提高系统流量的辨识精度.通过实验对比分析了流量反馈信号未加滤波器、数字滤波与反馈信号重构三种方式对系统流量控制性能的影响.实验结果表明:相比未加滤波器和加数字滤波器,流量反馈信号小波重构控制方法能够在不降低系统响应速度的基础上,降低流量波动,提高系统流量控制精度,改善鲁棒性.     

螺旋滤波器在电视技术中的应用

本文首先介绍了电视中频放大器的幅频特性和相频特性对重现图象质量的影响,然后较深入地讨论了应用在电视技术中的中频滤波器——螺旋滤波器的基本原理、结构和设计方法.最后,对螺旋滤波器与其它电视中频滤波器的性能进行比较,说明了螺旋滤波器在电视技术的实际应用中具有独特的优越性.     

SAW技术的现状和未来

1965年R.M.White和F.W.Voltmer发明叉指换能器以后,SAW技术引起学界广泛关注,SAW传播理论、叉指换能器分析的数理模型研究、各种基本结构、基本器件研究和应用研究旋即进入高潮;SAW技术的最早推动力来源于军用电子信号处理的高速大容量要求,它使一系列关键的信号处理技术从理论走向工程;20世纪70年代SAW在广播电视中获得第一个重要的民用市场,20世纪80年代末在移动通信中获得迄今最大的民用市场.随着数字技术的高速发展,尽管SAW在大容量信息实时处理领域的地位仍很巩固,但在部分低段领域的领地已让位于数字技术.SAW技术未来或许能够保住频率选择和控制和实时处理这块领地,在传感器方面或可开辟另一个广阔市场,或可与BAW,IC结合扩展应用空间.本报告将简单回顾SAW发展历史和现状,并对未来发展谈一些粗浅看法.     

用于毫米波谐波混频器本振端口的带通滤波器设计

毫米波接收系统设计中,由于高频率的本振源获取难度大且成本高,因此毫米波频段的接收信号主要与本振信号的高次谐波分量而非本振信号进行混频,来获得基带信号。为保证本振信号及其谐波信号的质量,必须在混频器的本振端口加入滤波器,对其基本要求是通带宽、频率选择性好、变频损耗低。首先基于先进设计系统(advanced design systems,ADS)软件设计了一个用于Ka波段四次谐波混频器本振端的平行耦合带通滤波器,其中心频率为8. 5 GHz,通带宽2 GHz。然后用高频结构仿真(high frequency structures simulator,HFSS)软件进行了仿真验证,分析了基板厚度、铜箔厚度、介电常数对滤波器性能的影响。最后,对滤波器进行了加工与测试,将实际测试结果和HFSS仿真结果对比,发现两者基本一致,滤波器性能符合通带带宽、插入损耗和带外抑制的要求。     

两个基本表达式的推证

本文详细地推证了FM波频谱构成的最终表达式与均匀叉指换能器SAW滤波器幅频特性解析式,供有关读者参考。     

多速率信号处理的设计与实现

多速率信号处理是软件无线电的理论基础，该文介绍了一种高效的多速率信号处理方法，即采用CIC滤波器、HB滤波器、FIR滤波器和多相滤波器等实现抽取和内插以达到改变信号速率的目的。文中介绍了各种滤波器的基本原理，分析了设计实现时需要注意的问题，并给出了采用这种多速率信号处理方法实现数字下变频的设计结果。