CN103888101A - 一种滤波器纹波及群时延波动补偿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于滤波器技术领域，具体涉及一种滤波器纹波及群时延波动补偿方法。它是将相同类型的两个滤波器串联，然后设置两个滤波器的中心频率，使其相差半个周期。两个滤波器串联之后，在频域上将出现波峰和波谷叠加抵消的情况，可以大大的降低串联后的通带纹波和群时延波动，克服了现有技术的不足。
Description
技术领域
本发明属于滤波器技术领域，具体涉及一种滤波器纹波及群时延波动补偿方法。
背景技术
滤波器作为一种频率选择装置，在现代通信领域有着非常广泛的应用。随着现代通信技术的发展，频谱资源的划分更加细致和精确，系统抗干扰能力的要求越来越高，对滤波器提出了越来越苛刻的要求：更窄的带宽，更高的抑制，更陡峭的矩形系数。
然而，对于常见的切比雪夫或椭圆函数滤波器而言，受限于滤波器材料技术的发展，即滤波器材料Q值的限制，更高的抑制和矩形系数往往意味着更多的滤波器阶数，从而带来更大的滤波器纹波和群时延波动。
为降低滤波器纹波和群时延波动，现有通信技术普遍采用数字调制技术，随着对通信速率的逐渐提高，从QPSK到256QAM，所采用的调制模式逐渐复杂，数字解调的门限越来越窄，高的滤波器纹波和群时延波动就意味着高的误码率。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种滤波器纹波及群时延波动补偿方法，能够有效降低滤波器的通带纹波和群时延波动。
本发明采用的技术方案是：一种滤波器纹波及群时延波动补偿方法，其操作过程为，将相同类型的两个滤波器串联，然后设置两个滤波器的中心频率，使其相差半个平均波纹周期。
进一步地，所述两个滤波器的阶数相同或者相差一阶，其中相差一阶的两个滤波器中阶数高的滤波器的阶数为偶数。
进一步地，所述滤波器的阶数大于三阶。
进一步地，所述滤波器为切比雪夫滤波器或椭圆函数滤波器。
更进一步地，所述切比雪夫滤波器为切比雪夫低通滤波器或切比雪夫高通滤波器、切比雪夫带通滤波器、切比雪夫带阻滤波器；所述椭圆函数滤波器为椭圆函数低通滤波器或椭圆函数高通滤波器、椭圆函数带通滤波器、椭圆函数带阻滤波器。
本发明利用切比雪夫滤波器或椭圆函数滤波器在通带中的等波纹变化，将两个同类型的切比雪夫或椭圆函数滤波器串联，这两个滤波器的带内纹波周期分布状况相同，但带内纹波在频率上刚好相差半个平均纹波周期，由于在通带内切比雪夫纹具有等幅度的特性，在切比雪夫或椭圆函数滤波器阶数、Q值、抑制要求不变的情况下，两个滤波器串联之后，在频域上将出现波峰和波谷叠加抵消的情况，可以大大的降低串联后的通带纹波和群时延波动，克服了现有技术的不足。
附图说明
图1为中心频率为
的切比雪夫带通滤波器波形图，为平均波纹周期。
图2为中心频率为
的切比雪夫带通滤波器波形图。
图3为中心频率为
和
的两个切比雪夫带通滤波器串联后的波形图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
本发明实现降低滤波器纹波和群时延波动的方法为：
首先通过软件仿真，根据所需的滤波器阶数，不断调试确定滤波器的中心频率和带宽，获得最低通带纹波和群时延波动时的中心频率。仿真时为了得到比较理想的抵消效果，两个滤波器的中心频率差可以采用平均周期，或者采用最靠近边带的那个纹波周期，这样虽然不是所有的纹波都能保证波峰和波谷相叠加，但是可以避免波峰和波峰相叠加的状况。
然后将相同类型的两个滤波器串联，根据仿真调试确定的中心频率设置两个滤波器的中心频率，两个滤波器串联之后，在频域上将出现波峰和波谷叠加的情况，可以大大的降低串联后的通带纹波和群时延波动。
上述串联的两个滤波器的阶数可以相同或者相差一阶，其中相差一阶的两个滤波器中阶数高的滤波器的阶数为偶数。滤波器的阶数即指过滤谐波的次数，同样的滤波器，其阶数越高，滤波效果就越好。本发明中的滤波器阶数对该发明有很大的影响，因至少需要有2个及其以上纹波周期才能实现上述串联效果，所以采用的两个滤波器的阶数必须都大于三阶，理论上说在带宽不变的情况下，滤波器的阶数越大，叠加后的效果越好。
上述相同类型的两个滤波器中的“相同类型”即指两个滤波器必须均为以下八种滤波器中的一种：切比雪夫低通滤波器、切比雪夫高通滤波器、切比雪夫带通滤波器、切比雪夫带阻滤波器、椭圆函数低通滤波器、椭圆函数高通滤波器、椭圆函数带通滤波器和椭圆函数带阻滤波器。
本发明利用切比雪夫滤波器或椭圆函数滤波器在通带中的等波纹变化（切比雪夫纹），将两个切比雪夫或椭圆函数滤波器串联，这两个滤波器的阶数相同或相差一阶、带宽相同、带内纹波周期分布状况相同，但中心频率相差半个平均纹波周期，两个滤波器的波形图分别如图1、图2所示。由于在通带内切比雪夫纹具有等幅度的特性，两个滤波器串联之后，在频域上将出现波峰和波谷叠加的情况，串联后的波形图如图3中虚线所示，大大降低了通带纹波和群时延波动。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (5)
1.一种滤波器纹波及群时延波动补偿方法，其特征在于：将相同类型的两个滤波器串联，然后设置两个滤波器的中心频率，使其相差半个平均波纹周期。
2.根据权利要求1所述的一种滤波器纹波及群时延波动补偿方法，其特征在于：所述两个滤波器的阶数相同或者相差一阶，其中相差一阶的两个滤波器中阶数高的滤波器的阶数为偶数。
3.根据权利要求2所述的一种滤波器纹波及群时延波动补偿方法，其特征在于：所述滤波器的阶数大于三阶。
4.根据权利要求3所述的一种滤波器纹波及群时延波动补偿方法，其特征在于：所述滤波器为切比雪夫滤波器或椭圆函数滤波器。
5.根据权利要求4所述的一种滤波器纹波及群时延波动补偿方法，其特征在于：所述切比雪夫滤波器为切比雪夫低通滤波器或切比雪夫高通滤波器、切比雪夫带通滤波器、切比雪夫带阻滤波器；所述椭圆函数滤波器为椭圆函数低通滤波器或椭圆函数高通滤波器、椭圆函数带通滤波器、椭圆函数带阻滤波器。
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