[发明专利]一种超宽带线性相位滤波器优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及超宽带线性相位滤波器参数优化设计方法。 

技术背景

在通信设备和各类系统中。滤波器的应用极为广泛，滤波器的优劣直接决定产品的好坏，所以对滤波器的研究和生产历来为各国重视。由于计算机技术、集成工艺和材料工业的发展，滤波器的发展也上了一个新台阶，并且朝高精度，低功耗，小体积方向发展。同时随着数字通信系统时钟频率的不断提高，以及数字网络在速度和带宽方面的增加，对滤波器具有较宽的通带和线性相位的时延特性也提出更高的要求。而利用传统预畸法设计滤波器面临着带宽和线性相位相矛盾的问题，本发明主要基于这一点，采用一个新的滤波器电路结构，采用优化技术设计了一种超宽带，最平坦群迟延，线性相位的中频滤波器算法。 

为了获得最佳的滤波效果，将最小二乘算法应用于电力系统进行无源滤波器参数优化设计，对于目前已有的无源滤波器目标优化算法实质上是一种以电压畸变率为指标的搜索最佳滤波效果的单目标优化方法，而以电压畸变率衡量滤波效果的优化方法并不能保证无源滤波器各通道滤波效果均为最佳，可能会出现滤波器延迟过大而满足要求的情况，因此，针对无源滤波器参数优化方法，需要建立一种电压畸变率，线性相位为目标的多目标优化算法来搜索最佳的滤波器参数才能获得最佳的滤波效果。 

发明内容

本发明提出一种超宽带线性相位滤波器参数优化设计方法，该方法主要解决通信系统无源滤波器设计时电压畸变率与线性相位最小化问题，保证无源滤波器获得最佳的滤波效果。 

为达到上述目的，本发明采取的技术方案为：提出超宽带线性相位无源滤波器参数优化设计方法，该方法首先是分析滤波器的性能指标，建立网络的拓扑结构模型，然后以幅频特性，相位特性为优化目标，得到一个约束目标优化问题，最后利用最小二乘算法对约束目标优化问题进行求解，通过优化计算获得具有各种特性最优解集供设计者选择。 

本发明提出的技术方案具体步骤包括： 

(1)分析滤波器的性能指标，建立网络的拓扑结构模型； 

(2)通过调整设计变量使目标函数逐步达到最大或最小，这是优化设计的实质。对于改进后的线性相位滤波器来说，目标函数包含两部分，即幅频和相频两部分。 

(3)建立幅频特性目标函数，对滤波器幅频特性的优化是在各频率点上分别进行，然后 求和，目标函数S₁(X)可以写为： 

S1(X)=1/2Σi=1nW1(ωk)[|V0(X,ωk)|-|V^0(ωk)|]2---(1)]]>