一种新型的光纤谐振环辅助MZI型高Q滤波器

针对密集波分复用系统中,对特定波长光信号进行精确选择与提取的需求,本文将光纤谐振环与马赫-曾德尔干涉仪相结合,设计出一种新型的光学滤波器。采用信号流程图理论和光纤谐振环理论推导出滤波器输出端的传递函数,并进行模拟分析。仿真结果表明:通过引入光纤谐振环的反馈调节机制、优化滤波器结构中的耦合系数,在滤波器输出端获得顶部平坦、通带形状接近方形、品质因子达到2.815×103的输出光谱。与其他类型的光纤环辅助MZI滤波器相比,本文提出的新型光纤环辅助MZI滤波器能够获得更大的品质因子,可以在密集波分复用系统中发挥更好地选频滤波功能。     

带有交叉信道的高精细度微环滤波器

针对微环滤波器件对窄带宽和高精细度的需求,设计出一种带有交叉信道的微环滤波器。采用信号流程图理论和微环谐振器理论,推导出滤波器在drop端和through端光强传递函数,据此在谐振波长1 550 nm处对该器件进行模拟与优化。结果表明:取微环半径r=30.74 μm,在交叉信道单微环滤波器中,微环与信道波导间耦合系数为0.1,through端光谱具有较高的精细度,属于周期型窄带高消光比带阻滤波器;drop端光谱带宽极窄,可以将其用作固定波长激光器。在交叉信道微环串联耦合滤波器中,微环与波导间耦合系数取0.05,环间耦合系数取0.000 4时,滤波器drop端输出光谱具有顶部平坦,边沿滚降明显的特点。经数值计算得出,交叉信道微环串联耦合滤波器的精细度为105.41,品质因子为4.189×104。分析结果表明,本文设计的带有交叉信道的微环滤波器在保持优良滤波特性的前提下,使滤波器的精细度进一步提高。     

全光纤马赫-曾德尔干涉仪型不等带宽梳状滤波器

提出了由2个3×3和1个3×3单模光纤耦合器级联组成的全光纤Mach-Zehnder干涉仪(MZI)型不等带宽交错(梳状)滤波器。分析结果表明:两对光纤干涉臂长度差相等时,各耦合器的耦合系数选取适当值,器件实现了奇偶信道上不等带宽输出,分别用于10和40Gb/s传输,信道间隔为0.8nm,信道隔离度大于25dB。与其它不等带宽梳状滤波器相比,该器件基于MZI型梳状滤波器,且在实际制作时可以对每个耦合器的分光比进行准确监测和控制,大大降低了制作困难。实验所得结果与理论分析相吻合。     

Sigma-Delta微加速度计改进型梳状滤波器的设计

为了改善Sigma-Delta微加速度计中梳状滤波器的性能,提高输出信号的信噪比,通过调整梳状滤波器的零点位置,可以得到改进型的梳状滤波器.研究表明,改进型梳状滤波器在不同的零点位置,表现出不同的量化噪声过滤性能.于是,利用遗传算法可以快速的求出输出量化噪声最小时的零点位置最优值.并通过对比四阶梳状滤波器和改进型梳状滤波器的幅频特性,发现改进型梳状滤波器在折叠区域有着更快速的截止性能,因此这种改进型梳状滤波器比经典型梳状滤波器有着更好的量化噪声过滤性能.     

基于镜像阈值分解的层叠滤波器优化

层叠滤波器的优化设计是层叠滤波理论研究中最为关键的问题.阈值分解是层叠滤波器的特性之一,它有传统阈值分解和镜像阈值分解2种形式,镜像阈值分解定义的层叠滤波器不仅具有低通滤波的特性,还具有带通和高通的特性.文中在MAE准则下,提出一种基于镜像阈值分解的快速自适应层叠滤波器优化算法,该算法在迭代过程中约束代价向量的层叠性并判断其收敛性,最终获得最优层叠滤波器的正布尔函数.通过仿真实验验证最优层叠滤波器的性能.结果表明该算法设计的层叠滤波器具有良好的细节保持能力和去噪声能力,有效地改善了滤波性能.     

柔性形态滤波的神经网络实现及遗传算法优化

柔性形态滤波是一种重要的非线性滤波方法.柔性形态滤波器的研究可分解为形态滤波运算和结构系统选择2个基本问题,一旦形态滤波运算选定后,柔性形态滤波性能就主要取决于结构系统的选择.该文提出了一种柔性形态滤波的神经网络模型及其网络参数(即滤波器结构系统)的遗传算法优化方法.进行优化训练的目的是为了使结构系统自适应地反映图像的形态结构特征,自动调整结构系统中硬核、边界和重复度的组成,从而提高对复杂噪声图像的滤波性能.实验仿真结果显示,该算法优化后的柔性形态滤波器性能得到较大改善,在收敛速度和滤波效果方面,其优化结果要优于简单的遗传算法.     

有源滤波器中输出滤波器的参数优化方法

电流滞环控制使逆变器的开关频率不固定,造成逆变器输出滤波器设计困难.在综合考虑输出滤波器的输出补偿谐波能力、滤除开关谐波能力和功耗等性能指标的基础上,提出一种输出滤波器参数优化方法,并建立参数优化数学模型.实验结果表明：该方法具有良好的滤波性能,能在开关谐波和功耗满足工业生产要求的前提下,有效地提高输出滤波器的输出能力,从而增强有源滤波器的补偿能力.     

基于输出信杂噪比的机载雷达训练样本选择算法

在非均匀杂波环境下,被干扰目标污染的训练样本会严重影响空时自适应处理(space-time adaptive processing, STAP)性能,需进行剔除。该文提出一种基于输出信杂噪比(signal-to-clutterplus-noise ratio, SCNR)的训练样本选择算法,以输出SCNR值作为检验统计量进行样本筛选,当样本的杂波特性与目标距离环(cell under test, CUT)越相近,则基于样本设计的STAP 滤波器对CUT 的杂波抑制性能就越好,输出SCNR 越高。此外,该文利用子孔径协方差矩阵直接表征CUT 和样本的杂波特性,可确保各距离环杂波特性的表征不受其他距离环的影响,且准确性不受样本数量的限制。最后,通过实测数据验证了该样本筛选算法的性能。     

有源电力滤波器（APF）滤波特性仿真结果的研究

在电力系统三相负荷不对称、控制器参数不精确及系统负荷突然变动的条件下,对有源电力滤波器的滤波效果进行了仿真研究。采用一阶预测算法计算出逆变器的理想输出电压,对逆变器条桥臂上的开关元件采用提出的新型脉宽调制（ＰＷＭ）控制。结果表明：有源电力滤波器对严重畸变的电源电流具有良好的补偿;当滤波器光流侧的电感与参与滤波器理想输出电压计算的电感稍有不同时,滤波器仍有较好的补偿效果,补偿后的系统电流总畸变率小;     

基于L0范数约束非相邻系数FIR数字滤波器设计

传统有限冲击响应滤波设计时,均默认滤波器系数相邻。该文提出了采用L0范数约束的非相邻系数有限冲击响应滤波器设计模型,保持其线性相位特性,通过增加滤波器设计的自由度,以少量的系统延时为代价来提高滤波器性能。并采用遗传算法来解该非凸优化模型,进一步推导出近似解的求解方法,降低了算法复杂度。计算机仿真结果表明,在相同的阶数下,该滤波器模型较传统模型有更小的逼近误差。     

无驱动陀螺信号的频谱分析与滤波处理

为解决无驱动陀螺输出信号中干扰噪声较大的问题,考虑对陀螺信号进行数字滤波处理。根据陀螺输出信号的特点推导了无驱陀螺信号的频谱函数表达式,确定信号的频谱特点。分析了加窗截断对其频谱的影响,并对采集的信号在不同宽度的矩形窗下做快速傅里叶变换验证了所得结果。根据实际使用中无驱陀螺信号的有用频带位于低频段的特点,利用MATLAB设计低通滤波器进行滤波处理,滤波后效果较好。     

基于FRM的偶型排列信道化改进结构

针对窄过渡带信道化设计带来的复杂度较高问题,提出了一种基于频率响应屏蔽（FRM）的偶型排列信道化改进结构.结构中的原型滤波器设计采用半带滤波器,两个屏蔽滤波器由同一个低通滤波器调制得到,然后合成上下支路的输出信号,得到各个通道的子带信号.推导得到的非最大抽取FRM改进结构相比传统的滤波器组结构具有较小的计算复杂度,同时将抽取模块置于最前端信道化处理,不受采样率较高的限制,具有较为广泛的适用性.在信道数为16的条件下,计算机仿真结果验证了结构设计的正确性,相比多相结构可节省67.9%的乘法器资源.     

数字滤波器在电缆偏心检测系统中的应用

针对电涡流式电缆偏心检测系统中的数字滤波问题,利用Matlab对滤波前信号进行了分析,得到了滤波前信号的频谱,确定了数字滤波器技术指标,并依据数字滤波原理,设计了椭圆型IIR数字滤波器,进行了软件实现．结果表明,电缆偏心检测系统采用的数字滤波器技术指标为通带截至频率0．06(标准化频率),阻带截至频率0．12(标准化频率),通带最大衰减1dB,阻带最小衰减60dB,原信号中的干扰信号在检测系统中得到了滤除,所采用的IIR数字滤波器切实有效．     

结合光电振荡器的高精度光纤轴向应变传感研究

该文提出了利用普通单模光纤作为传感头的结合光电振荡器(OEO)的高精度光纤轴向应变传感系统。通过放大自发辐射宽谱光源(ASE)、双输出马赫曾德尔电光强度调制器(DOMZM)和两段长度不一致的光纤构成的马赫曾德尔(M-Z)干涉仪,形成单通带微波光子滤波器,实现OEO腔内的选模。对M-Z干涉仪任意一臂的光纤施加轴向应变,改变干涉仪两臂的长度差,从而改变OEO的输出微波信号频率,达到轴向应变传感的目的。实验结果表明,当轴向应变施加于较长的光纤上时,该传感系统灵敏度为4.67121×10?4 GHz/με,线性度为0.99895;当轴向应变施加于较短的光纤上时,该传感系统灵敏度为?4.48388×10?4 GHz/με,线性度为0.99841。     

采用复合左右手结构的微型基片集成波导滤波器设计

为了降低滤波器尺寸以适应sub-6 GHz小型化便携式通信设备的要求,提出一种新型锯齿形的叉指电容复合左右手结构,从而提升传统矩形叉指复合左右手结构的耦合电容。相比于传统结构,该新型结构增大了叉指电容值,降低了谐振频率,减小了滤波器的尺寸,可为sub-6 GHz无线通信系统提供工作频段仅为3.3~3.5 GHz的微型滤波器。为了进一步验证新型滤波器的设计理论和性能,设计、加工一款基于该结构的微型化基片集成波导(SIW)滤波器。测试结果表明：改进型结构滤波器的中心频率为3.35 GHz,工作带宽为200 MHz,插入损耗为2.4 dB,滤波器尺寸仅为10.0 mm×7.4 mm;相较于传统复合左右手结构滤波器（中心频率为6.8 GHz）,该滤波器的中心频率降低了50%。新型锯齿形叉指复合左右手结构能有效降低射频滤波器的工作频率,减小滤波器尺寸,适用于工作在6 GHz以下频段的微型滤波器设计。     

新型多模谐振器的陷波超宽带小型化滤波器

该文提出了一种新型多模谐振器的小型化陷波超宽带滤波器。该新型多模谐振器在超宽带通带范围内有6个谐振模式,通过并联平行耦合馈线耦合到输入和输出端口,其中3个谐振模式是由高阻抗短截线加载扇形低阻抗截面产生,而剩余的谐振模式是通过在高阻抗线上加载开路枝节和在扇形低阻抗截面刻蚀圆形槽形成。同时,为了避免无线局域网(WLAN)频段和国际电信联盟(ITU)频段对超宽带系统的干扰,在扇形面加载开路短截线,引入中心频率为5.48 GHz和8.3 GHz的陷波。最后,设计制作了一种超宽带陷波滤波器,实测与仿真结果基本吻合。     

Improved complex filter applied in enhancing EFT/B immunity at a coal mine monitoring substation

A monitoring system is an important guarantee of safety in a production mine. However, not all monitoring substations pass the electrical fast transient/burst (EFT/B) immunity test and the explosion-proof test simultaneously. To enhance the immunity, the values of capacitance and inductance should be increased, which are actually limited by coal mine explosion-proof standards. Hence, for the first time, an active filter was applied in an electromagnetic interference (EMI) output filter. As a result, the interfer-ence within 30 MHz clearly weakened, but the frequency spectrum had a wide range. An EMI input filter and ferrite beads were adopted to restrain higher frequency interference. An output interference spectrogram of the substation was obtained with an ana-lyzer. The results indicate that the improved complex filtering markedly help to control interference. With the support of improved complex filtering and other enhancing immunity means about I/O ports, the substation managed to pass both the EFT/B immunity test and the explosion-proof test synchronously. We conclude that improved complex filtering is of vital importance in enhancing the electromagnetic compatibility (EMC) of the coal mine monitoring system.