CN109889184A - 一种基于傅里叶变换的5g滤波系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于傅里叶变换的5G滤波系统，包括时基集成电路IC2、运算放大器IC1、运算放大器IC3、电阻R1、电容C1、二极管VD5、晶体管VT1,电阻R5、电容C2时基集成电路IC2为555时基集成电路，运算放大器IC1为F007高增益运算放大器，运算放大器IC1与电阻R1、电容C1、二极管VD5组成积分器，时基集成电路与电阻R5、电容C2组成单稳态振荡器。
Description
技术领域
本发明涉及通讯技术领域，具体为基于傅里叶变换的5G滤波系统。
背景技术
作为全球通信标准，5G的意义当然不局限于网速更快，移动宽带体验更优，它的使命在于连接新行业，催生新服务，比如推进工业自动化、大规模物联网、智能家居、自动驾驶等。这些行业和服务都对网络提出了更高的要求，要求网络更可靠、低时延、广覆盖、更安全。各行各业迥异的需求迫切呼唤一种灵活、高效、可扩展的全新网络。5G应运而生。目前，LTE最高可支持20 MHz的载波带宽。为了支持更丰富的频谱类型/带（为了连接尽可能丰富的设备，5G将利用所有能利用的频谱，如毫米微波、非授权频段）和部署方式。5G NR将引入可扩展的OFDM间隔参数配置。这一点至关重要，因为当FFT（Fast Fourier Transform，快速傅里叶变换）为更大带宽扩展尺寸时，必须保证不会增加处理的复杂性。
现有的通信环境中数据传输的速率不是很快，由于无线信道不稳定的多条路径对信号所产生的干扰不足以导致传输信息出错的前提下，合适的选用均衡器和涉及均计算的方法能够维持系统正常工作，然而对于有些用户来说，由于他们使用的数据传输量大，要求的速度快，所以信道的多径传输会使信息传输过程中前后符号顺序错乱，产生符号间干扰，使得均衡技术需要进一步改进需要引入更加复杂的均衡算法，比较不容易实现，而且一旦传输信号的带宽大于或等于信道的带宽时，仍然会造成信号的频率选择性衰落。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于傅里叶变换的5G滤波系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于傅里叶变换的5G滤波系统，包括具有蝴蝶结结构的天线辐射器（5，6），同轴电缆（1，2，3，4），寄生元件（ 7），电介质基板（8），固定点（9），腔体结构（10），室内天线的接地（11），导体（15），连接点（14），连接点（16），导体（17）以及滤波系统。
滤波系统包括时基集成电路IC2、运算放大器IC1、运算放大器IC3、电阻R1、电容C1、二极管VD5、晶体管VT1, 电阻R5、电容C2、其特征是：电阻R1一端连接电压信号另一端运算放大器IC1，电阻R2一端虚地连接另一端连接运算放大器IC1，二极管VD1一端连接二极管VD5、电容C1，另一端连接二极管VD2、晶体管VT1集电极，二极管VD2另一端连接电阻R8、二极管VD3，二极管VD3另一端连接晶体管VT1发射极、电阻R9、二极管VD4、二极管VS、电阻R7、电阻R6、晶体管VT2基极, 电阻R8另一端连接电阻R9、二极管VS、-15V电压信号，二极管VD4另一端连接晶体管VT1基极、电阻R10, 电阻R10另一端连接+15V电压信号，二极管VD5另一端连接电容C1的另一端、电阻R3、运算放大器IC1，电阻R3另一端连接电阻R4、时基集成电路IC2的输出端2，电阻R4的另一端连接运算放大器IC1+15V信号、电阻R5、时基集成电路IC2的输出端8、时基集成电路IC2的输出端4、电阻R6的另一端，电阻R5的另一端连接时基集成电路IC2的输出端7、时基集成电路IC2的输出端6、电容C2，电容C2的另一端连接时基集成电路IC2的输出端1、晶体管VT2发射极构成虚地连接，电阻R7的另一端连接时基集成电路IC2的输出端3、电容C3,电容C3的另一端连接电阻R11、电容C4，电阻R11另一端连接电阻R14、运算放大器IC3输出频率信号、电容C4另一端连接电阻R12、运算放大器IC3+输出端，电阻12另一端虚地连接，电阻R13一端虚地连接、另一端连接电阻R14、运算放大器IC3-输出端。
进一步的，天线装置（12）为寄生元件和金属组成的腔结构，
进一步的，全向室内天线包括辐射器（5）和辐射器（6），辐射器（5，6）具有彼此垂直形成并且位于电介质基板的顶表面上的两个蝴蝶结天线结构的形状。
进一步的，所述同轴电缆上端部分上以+/-45度的角度差的对角线方向形成寄生元件（7），电介质基板（8），其上印刷有天线的蝴蝶结结构辐射器（5，6）和寄生元件（7）的结构。
进一步的，形成在底部的室内天线的接地（11）。
进一步的，时基集成电路IC2为555时基集成电路。
进一步的，运算放大器IC1为F007高增益运算放大器,其输入级采用NPN和PNP两种极性晶体管构成的共集-共基互补差分放大电路，具有很宽的共模及差模电压范围；同时该放大器的各级均采用有源负载，所以虽然只有两个增益级，均能获得5x104-10x104的电压增益，在该运算放大器的内部还设有短路保护电路，输入级也有保护措施，应用中不堵塞，电路采用的是内补偿方式，并有外接调零端。
进一步的，运算放大器IC1 与电阻R1、电容C1、二极管VD5组成积分器。
进一步的，时基集成电路IC2与电阻R5、电容C2组成单稳态振荡器。
当输入电压Ui在0-1OV范围内变换时，该电路有1KHZ/V的转换系数，可变换0-10KHZ的频率，输入有信号电压Ui时,运算放大器IC1输出下降，当降低至时基集成电路IC2的置位阈值电压时，时基集成电路555置位,晶体管VT2导通，二极管VD2、二极管VD3截止，二极管VD1导通，,晶体管VT1提供恒流对电容C1反充电，运算放大器IC1输出端电压上升，此时时基集成电路IC2单稳态振荡器的定时电容C2充电，当充至时基集成电路IC2的复位阈值电压时，时基集成电路555置位,晶体管VT2截止，二极管VD2、二极管VD3导通，二极管VD1截止。
通带增益AVP=1+R10/R9，传递函数：，令，，则可得出频响表达式
从而得出本发明的频率响应特性曲线图。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的具体实施方式一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1是全向室内天线的结构图。
图2是本发明的电路图。
图3是本发明频率响应特性曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制，基于本发明中的具体实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他具体实施方式，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种基于傅里叶变换的5G滤波系统，包括具有蝴蝶结结构的天线辐射器（5，6），同轴电缆（1，2，3，4），寄生元件（ 7），电介质基板（8），固定点（9），腔体结构（10），室内天线的接地（11），导体（15），连接点（14），连接点（16），导体（17）以及滤波系统。
滤波系统包括时基集成电路IC2、运算放大器IC1、运算放大器IC3、电阻R1、电容C1、二极管VD5、晶体管VT1, 电阻R5、电容C2、其特征是：电阻R1一端连接电压信号另一端运算放大器IC1，电阻R2一端虚地连接另一端连接运算放大器IC1，二极管VD1一端连接二极管VD5、电容C1，另一端连接二极管VD2、晶体管VT1集电极，二极管VD2另一端连接电阻R8、二极管VD3，二极管VD3另一端连接晶体管VT1发射极、电阻R9、二极管VD4、二极管VS、电阻R7、电阻R6、晶体管VT2基极, 电阻R8另一端连接电阻R9、二极管VS、-15V电压信号，二极管VD4另一端连接晶体管VT1基极、电阻R10, 电阻R10另一端连接+15V电压信号，二极管VD5另一端连接电容C1的另一端、电阻R3、运算放大器IC1，电阻R3另一端连接电阻R4、时基集成电路IC2的输出端2，电阻R4的另一端连接运算放大器IC1+15V信号、电阻R5、时基集成电路IC2的输出端8、时基集成电路IC2的输出端4、电阻R6的另一端，电阻R5的另一端连接时基集成电路IC2的输出端7、时基集成电路IC2的输出端6、电容C2，电容C2的另一端连接时基集成电路IC2的输出端1、晶体管VT2发射极构成虚地连接，电阻R7的另一端连接时基集成电路IC2的输出端3、电容C3,电容C3的另一端连接电阻R11、电容C4，电阻R11另一端连接电阻R14、运算放大器IC3输出频率信号、电容C4另一端连接电阻R12、运算放大器IC3+输出端，电阻12另一端虚地连接，电阻R13一端虚地连接、另一端连接电阻R14、运算放大器IC3-输出端。
进一步的，天线装置（12）为寄生元件和金属组成的腔结构。
进一步的，全向室内天线包括辐射器（5）和辐射器（6），辐射器（5，6）具有彼此垂直形成并且位于电介质基板的顶表面上的两个蝴蝶结天线结构的形状。
进一步的，所述同轴电缆上端部分上以+/-45度的角度差的对角线方向形成寄生元件（7），电介质基板（8），其上印刷有天线的蝴蝶结结构辐射器（5，6）和寄生元件（7）的结构。
进一步的，形成在底部的室内天线的接地（11）。
进一步的，时基集成电路IC2为555时基集成电路。
进一步的，运算放大器IC1为F007高增益运算放大器,其输入级采用NPN和PNP两种极性晶体管构成的共集-共基互补差分放大电路，具有很宽的共模及差模电压范围；同时该放大器的各级均采用有源负载，所以虽然只有两个增益级，均能获得5x104-10x104的电压增益，在该运算放大器的内部还设有短路保护电路，输入级也有保护措施，应用中不堵塞，电路采用的是内补偿方式，并有外接调零端。
进一步的，运算放大器IC1 与电阻R1、电容C1、二极管VD5组成积分器。
进一步的，时基集成电路IC2与电阻R5、电容C2组成单稳态振荡器。
当输入电压Ui在0-1OV范围内变换时，该电路有1KHZ/V的转换系数，可变换0-10KHZ的频率，输入有信号电压Ui时,运算放大器IC1输出下降，当降低至时基集成电路IC2的置位阈值电压时，时基集成电路555置位,晶体管VT2导通，二极管VD2、二极管VD3截止，二极管VD1导通，晶体管VT1提供恒流对电容C1反充电，运算放大器IC1输出端电压上升，此时时基集成电路IC2单稳态振荡器的定时电容C2充电，当充至时基集成电路IC2的复位阈值电压时，时基集成电路555置位,晶体管VT2截止，二极管VD2、二极管VD3导通，二极管VD1截止。
通带增益AVP=1+R10/R9，传递函数：，令，，则可得出频响表达式
从而得出本发明的频率响应特性曲线图。
尽管已经示出和描述了本发明的具体实施方式，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可以对这些具体实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.根据权利要求1所述基于傅里叶变换的5G滤波系统，包括具有蝴蝶结结构的天线辐射器（5，6），同轴电缆（1，2，3，4），寄生元件（ 7），电介质基板（8），固定点（9），腔体结构（10），室内天线的接地（11），导体（15），连接点（14），连接点（16），导体（17）以及滤波系统；其特征在于，滤波系统包括时基集成电路IC2、运算放大器IC1、运算放大器IC3、电阻R1、电容C1、二极管VD5、晶体管VT1, 电阻R5、电容C2、其特征是：电阻R1一端连接电压信号另一端运算放大器IC1，电阻R2一端虚地连接另一端连接运算放大器IC1，二极管VD1一端连接二极管VD5、电容C1，另一端连接二极管VD2、晶体管VT1集电极，二极管VD2另一端连接电阻R8、二极管VD3，二极管VD3另一端连接晶体管VT1发射极、电阻R9、二极管VD4、二极管VS、电阻R7、电阻R6、晶体管VT2基极, 电阻R8另一端连接电阻R9、二极管VS、-15V电压信号，二极管VD4另一端连接晶体管VT1基极、电阻R10, 电阻R10另一端连接+15V电压信号，二极管VD5另一端连接电容C1的另一端、电阻R3、运算放大器IC1，电阻R3另一端连接电阻R4、时基集成电路IC2的输出端2，电阻R4的另一端连接运算放大器IC1+15V信号、电阻R5、时基集成电路IC2的输出端8、时基集成电路IC2的输出端4、电阻R6的另一端，电阻R5的另一端连接时基集成电路IC2的输出端7、时基集成电路IC2的输出端6、电容C2，电容C2的另一端连接时基集成电路IC2的输出端1、晶体管VT2发射极构成虚地连接，电阻R7的另一端连接时基集成电路IC2的输出端3、电容C3,电容C3的另一端连接电阻R11、电容C4，电阻R11另一端连接电阻R14、运算放大器IC3输出频率信号、电容C4另一端连接电阻R12、运算放大器IC3+输出端，电阻12另一端虚地连接，电阻R13一端虚地连接、另一端连接电阻R14、运算放大器IC3-输出端。
2.根据权利要求1所述基于傅里叶变换的5G滤波系统，其特征在于：天线装置（12）为寄生元件和金属组成的腔结构。
3.根据权利要求1所述基于傅里叶变换的5G滤波系统，其特征在于：所述全向室内天线包括辐射器（5）和辐射器（6），辐射器（5，6）具有彼此垂直形成并且位于电介质基板的顶表面上的两个蝴蝶结天线结构的形状。
4.根据权利要求1所述基于傅里叶变换的5G滤波系统，其特征在于：所述同轴电缆上端部分上以+/-45度的角度差的对角线方向形成寄生元件（7），电介质基板（8），其上印刷有天线的蝴蝶结结构辐射器（5，6）和寄生元件（7）的结构。
5.根据权利要求1所述基于傅里叶变换的5G滤波系统，其特征在于：形成在底部的室内天线的接地（11）。
6.根据权利要求1所述基于傅里叶变换的5G滤波系统，其特征在于：所述时基集成电路IC2为555时基集成电路。
7.根据权利要求1所述基于傅里叶变换的5G滤波系统，其特征在于：所述运算放大器IC1为F007高增益运算放大器。
8.根据权利要求1所述基于傅里叶变换的5G滤波系统，其特征在于：运算放大器IC1 与电阻R1、电容C1、二极管VD5组成积分器。
9.根据权利要求1所述基于傅里叶变换的5G滤波系统，其特征在于：时基集成电路与电阻R5、电容C2组成单稳态振荡器。
10.根据权利要求1所述基于傅里叶变换的5G滤波系统，其特征在于：当输入电压Ui在0-1OV范围内变换时，该电路有1KHZ/V的转换系数，可变换0-10KHZ的频率，输入有信号电压Ui时,运算放大器IC1输出下降，当降低至时基集成电路IC2的置位阈值电压时，时基集成电路555置位,晶体管VT2导通，二极管VD2、二极管VD3截止，二极管VD1导通，,晶体管VT1提供恒流对电容C1反充电，运算放大器IC1输出端电压上升，此时时基集成电路IC2单稳态振荡器的定时电容C2充电，当充至时基集成电路IC2的复位阈值电压时，时基集成电路555置位,晶体管VT2截止，二极管VD2、二极管VD3导通，二极管VD1截止。
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