高温超导滤波器应用的探索与实践

自1911年发现超导电性以来,在不断发现新材料,揭示新机理,发展新理论的同时,超导应用也取得了引人瞩目的进展,其中利用超导材料微波损耗很低的特性研制的微波滤波器和微波接收机前端子系统得到了世界各国的重视,并在实际应用中取得了重要成果.本研究组长期从事该领域的研究,并已取得一些成果.该文将从超导滤波器的创新设计方法入手,结合研究组近些年开展的工作,介绍高温超导滤波器及其子系统在无线通讯、气象雷达、射电天文以及空间技术等领域中的应用.     

一种新颖的缺陷接地结构带通滤波器

提出一种新颖的三角形缺陷接地结构(DGS)微带线单元,分析了该结构的阻带特性,建立了该结构单元的等效模型,提取了电路参数。最后将该DGS结构应用于紧凑结构带通滤波器的设计,HFSS仿真结果表明:在3～7GHz的频率范围内,这种新颖的DGS结构的BPF比传统BPF的阻带更宽,验证了所提结构的有效性和可行性。     

微带多耦合SIR带通滤波器的设计

基于微带SIR的特性,提出了一种紧凑的微带多耦合带通滤波器结构,介绍了通过控制微带SIR谐振器的阻抗比值来调整二阶通带中心频率的位置,从而实现二阶杂波抑制和改善滤波器上边阻带衰减特性的原理.最后设计了一个中心频率为3.65 GHz,分数带宽约为3.5%的微带多耦合SIR带通滤波器,仿真表明其频率响应在1阶杂波频点处有-10 dB左右的衰减,使得滤波器在上边阻带的衰减更陡峭,通带更对称.制作的电路在中心频率处的插入损耗测试结果为-3.2 dB,带宽大约为120 MHz,和仿真结果比较一致.     

ANC系统的FU-LMS算法及其性能分析

由于声反馈通道向ＡＮＣ系统引入了新的极点,导致系统有失稳的可能性,为了补偿反馈通道的反馈增益,引入具有零极点的ＩＩＲ滤波器结构和ＦＵ－ＬＭＳ算法。通过理论 计算机仿真,讨论了ＦＵ－ＬＭＳ算法各参数对系统性能的影响。结果表明,采用ＩＩＲ滤波器结构的ＡＮＣ系统,对声学反馈现明确定具有明显的抑制作用。．     

230t钢包搅拌效果和去夹杂水模型研究

以某钢厂230 t钢包为研究对象,通过实验水模型对现场生产过程的模拟,研究底吹透气元件的布置方式和吹氩流量对搅拌效果和夹杂物去除率的影响.结果表明,双透气元件吹氩优于单透气元件吹氩搅拌效果,0.6R-γ双透气元件布置方式最佳,混匀时间随吹气量和透气元件夹角的增大而减少;夹杂物的去除率取决于吹氩量和吹氩时间,在0.2～0.8 L/min吹气量下,处理时间为0～4 min时夹杂物去除效果最好,5～8 min时可去除大部分夹杂物,24 min左右可去除所有夹杂物.     

光滑曲线去噪算法在分段线性拟合时间序列中的应用研究

时间序列在经济社会等多个领域发挥着重要的作用。然而,时间序列通常含有较多不规则波动,这些不规则波动易对时间序列数据挖掘造成影响。因此,对时间序列进行降噪处理则是一个亟待解决的问题。该文介绍了一种基于光滑曲线去噪算法在分段线性时间序列中的应用方法。通过对时间序列进行光滑去噪处理,从而得到去噪后的光滑曲线数据,再通过时间序列分段线性的方法找出该序列数据的关键点,进行时间序列的线性分段拟合。实验表明:与直接分段拟合相比,先通过光滑去噪后再进行分段线性拟合得到的结果更好。     

柔性直流输电用子模块电容器电容值在线获取方法

针对柔性直流输电系统中模块化多电平换流器(MMC)子模块电容器常常会老化失效,威胁系统安全的问题,以监测MMC子模块电容器状态为目标,提出了一种采用自适应滤波器的柔性直流输电用子模块电容器电容值的在线获取方法。首先,利用实时反馈到控制系统的子模块电压和桥臂电流信息,基于离散化处理后的电容器电压、电流以及电容值的关系,实时计算得到电容器电容值;然后,引入自适应滤波技术滤除计算结果的噪声,得到最终电容值的计算结果。利用Simulink仿真平台和阀段试验平台实测数据对所提计算方法进行了验证。验证结果表明,最终的电容值计算结果始终稳定在真值附近,当电压电流测量的不确定度小于1%时,可以保证计算结果误差小于0.5%,能够满足子模块电容器状态监测的需求。     

2．4GHz波段微带发夹型带通滤波器设计与馈电研究

介绍了微带发夹型带通滤波器的基本原理,基于ADS软件设计了微带发夹型带通滤波器,实测与仿真结果吻合较好,中心频率为2．4GHz,相对带宽大于5％,适用于短距离无线通信频段。研究了微带发夹型带通滤波器直接馈电的3种形式对S参数仿真结果的影响,均匀阻抗馈电、高低阻抗馈电、阻抗渐变馈电3种形式的馈电的仿真结果都满足设计要求,采用高低阻抗、渐变阻抗馈电的S参数仿真结果大体一致,略优于均匀阻抗馈电。设计的微带发卡带通滤波器具有设计简单、结构紧凑、插损较小的优点,可用于短距离无线通信。     

基于改进的引导图像滤波和深度去噪自编码器的微弱目标跟踪算法

微弱目标易被周围环境中强烈的噪声干扰,为解决现有目标跟踪算法由于低信噪比导致跟踪准确度低的问题,提出一种将引导图像滤波器和深度去噪自编码器集成到粒子滤波器框架中的跟踪算法。通过引导图像滤波(guided image filter, GIF)算法对目标图像进行滤波处理,保留有价值的模板信息并使不准确的背景模板模糊,有效增强目标图像;通过改进的深度学习算法对深度去噪自编码器训练和微调,更好地适应目标外观变化;构造粒子分类器框架根据粒子重要性权重定位目标。实验结果表明,该算法在微弱目标跟踪准确度和抗干扰能力上优于多种现有主流跟踪算法。     

漏光型环形光瞳滤波器的优化设计

通过对漏光型环形光瞳滤波器三个特征参数（K、α和b）的优化，得到了具有最佳三维超分辨的漏光型环形光瞳结构（κ=0.418,α=0.407,b=0.935）。计算和分析表明，利用优化的光瞳的显微镜成像系统，其三维超分辨能力优于其它方法所得的结果。本文的优化方法对其它三维光瞳滤波器也适用。