可重构滤波器
可重构平板滤波器因为电可重构或可调微波滤波器在提高现在或将来的无线系统中将发挥越来越大的作用，所以吸引了很多这方面的研究。
比如，在新兴的超宽带技术中，需要很宽的频带。
然而，频谱资源是非常珍贵有限的。
所以，一定的频带宽度内，存在很多的应用目的。
这样，就意味着在在例如的超宽带应用中存在很多不需要的信号。
这些随着时间和地方不断变化的无用信号就可能干扰到超宽带系统。
解决方法之一就是在超宽带滤波器的通带内引进一个电可控或可调的狭小阻带。
这样的电可调滤波器也可以用于宽带雷达或电子战系统。
试预想未来的能被认可的无线电和雷达的应用，毫无疑问，电可调滤波器将在无线系统中发挥至关重要的作用。
一般情况下，制作一个电可重构滤波器，需要将有源开关或可调器件，如PIN 管，变容二极管，射频（RF）微系统（MEMS）或其他以功能材料为基础的元件，包括铁电变容二极管集成在无源滤波结构中。
因为微带滤波器具有小型化的特点，所以基于微带结构的可调或可重构滤波器已经成为了研究的热点。
这些滤波器可以分为可调梳状带通滤波器，射频可调微机电系统（RF MEMS）滤波器，可调压电换能器（PET）滤波器，可调高温超导体（HTS）滤波器，可重构超宽带滤波器，可调双频滤波器，可调带阻滤波器，可重构/可调双模滤波器，和基于交换式延迟线方法的可重构带通滤波器。
下面将介绍近期一些典型的电可重构微带滤波器。
可调梳状滤波器微带梳状滤波器是可调或可重构带通滤波器最常用的结构。
图1是一个三极可调梳状滤波器的示意图，其中每一个微带谐振器的长度都比在工作频率时的四分之一波长更短，并且一端短路，另一端接变容二极管。
在这个例子中，偏置网络由基于铁电材料或钛酸锶钡薄膜的变容二极管和电容构成的各个隔直电路组成。
通过改变变容二极管两端的直流偏置电压能够调整带通滤波器的中心频率。
图二显示的是一个基于BST薄膜集成单片的可调梳状滤波器实物图和测试图。
如[3]所述，直流偏置BST薄膜上附有一层具有阻性的氮化钽（TAN）薄膜。
氮化钽薄膜的表面电阻约为1-10KΩ/㎡。
它可以导通直流偏置信号，从而减小其对射频信号的影响。
考虑到更复杂的射频微波电路，集成拥有氧化铝基板，铜电极，介质通孔的BST薄膜的电容器具有其优越性。
图1 可调梳状带通滤波器结构图2(a) X频段（8-12GHz）BST薄膜集成单片的可调梳状滤波器,(b)测试结果随着中心频率的偏移，带宽也会随之变化，这是一个常见的问题。
通常来说，要想获得一个独立与频率变化的绝对通带带宽，耦合系数必须与调谐的频率成反比。
已经有解决这个问题的一些技巧，例如[4]和[8]。
在[8]中，变容调谐的梳状滤波器使用的是阶梯阻抗微带谐振器。
这样，里面的谐振耦合能够很好的满足恒定带宽的要求，并且微带线拥有更短的电长度。
同时，输出或输入端耦合网络的集总电感能够使外部的品质因数（Q）随着频率的变化而变化。
事实上，一个这种类型的四级带通滤波器在2GHz点的3dB通带带宽在250MHz的调谐范围内变化了3.2％。
在[4]中，理论研究表明，可调N级滤波器通带的中心频率的变化量与平均带宽的比值与损耗或调谐二极管的Q值和滤波器级数有关。
其中，N是谐振器的个数。
因为Q值得大小与功率损耗成反比，所以，损耗越大，Q值越小。
一般来说，调谐范围随着Q值的减小，或N的增大而减小。
源或负载的多谐振器耦合能够应用于设计可调梳状滤波器，而且多个传输零点，能够改善上阻带的性能。
就像[9]中所述，通过在经典的梳状耦合线间增加两个新的耦合线就能够实现，如图（3）所示，在耦合线中的连接源和负载的两条很细的微带线。
图3(b)是滤波器的测试结果，图中在滤波器的上阻带有五个传输零点。
这个滤波器的中心频率在750-900MHz内可调。
滤波器使用的是飞利浦公司的BB149变容二极管，当偏置电压在0-20V间变化时，该二极管的电容值在2-20pF内变化。
变容二极管的偏置为6.8pF和22nH。
图3(a)多级源/负载谐振耦合三极点可调梳状滤波器，(b)测试结果RF MEMS可重构滤波器在谐振器滤波器中使用RF MEMS开关代替变容二极管改变谐振器的长度或电路性能，这就构成了第二种可重构滤波器。
这种情况下，电可调通常变为数字化，而且在一个很大的调谐范围内有良好的性能，包括低损耗和高线性度。
图4所示就是这样的一个滤波器。
如[11]所表述的那样，制作于高阻性硅介质上的拓扑结构基于分布式半波长谐振器。
这是一个2谐振器带通滤波器，每个谐振器的末端都有一个电容，这样在低损耗情况下就有一个近似2位的中心频率偏移。
该滤波器的测试结果如图4(b)所示，在四个中心频率点都重构出近似的通带宽度。
关于不同的4位RF MEMS可调滤波器的前期工作在[13]中有提到。
这个滤波器在其调谐范围6.5-10GHz内有16个邻近的滤波器响应曲线，而且其分辨率就像连续的可调滤波器一样。
要想获得更多的关于RF MEMS可重构滤波器的资料，可以查找致力于这个研究的文章[16]。
图4(a)2字节射频微机电系统可调滤波器，(b)测量结果可调压电换能器（PET）滤波器PET也用于电可调微带滤波器[17]-[19]。
图5是一个PET可调微带带通滤波器的结构示意图。
如[17]所述，可调滤波器电路由使用开环谐振器级联的滤波器，一个PET，还有滤波器上的介质微扰组成。
PET是铅，锆，钛酸的合成物。
如图5所示，PET由两个压电层，一个垫片层组成。
中间的垫片和夹层之间的两个相同极化的压电层，增加了滤波器的机械强度和刚度。
垫片连接在直流电压的一极，从而能够偏转PET，使之垂直向上或向下移动。
我们从图5的结构图中可以得知，当微扰向上或向下移动，滤波器的有效介电常数减小或是增加，从而使得滤波器的通带变高或变低。
图5 可调带通滤波器结构(a)，俯视图(b)，3D图可重构超宽带滤波器图6所示，一个超宽带带通滤波器的通带里面有一个可切换的缺口带。
基本上，没有缺口带的超宽带滤波器是在微带线上拥有五个短路枝节和四个相连接的微带线组成的最佳分布高通滤波器。
如图7所示，为了实现在超宽带滤波器的通带内形成一个可切换的缺口阻带，在滤波器的两个连接线之间有两个相同的可切换的缺口结构。
连接线上接有宽带直流偏置电路。
事实上，图7中所示的可切换缺口结构就是一段传输线中嵌有一小段微带线。
当PIN管的偏置为零时，因为其很小的结电容而表现出高阻抗，此时内置的微带线作为开路端的微带谐振器。
因此，在它的基谐振频率上，内置的开路微带线在主传输线上呈现短路，这样，在频率响应上就形成一个窄的阻带，或缺口带。
这对应的是缺口带呈现开状态的情况。
当PIN管上的偏置合适的时候，阻带会呈现关的状态。
当偏置合适的时候，PIN管会呈现一个很小的阻抗。
这样，内置微带线在与主传输线连接端为开路，所以不产生谐振。
那么，缺口带也就消失了。
图6拥有两个可切换陷波结构的超宽带微带滤波器图7 可切换陷波结构说明图图8为一个可重构超宽带滤波器的仿真和测试的响应结果，不难看出，在其中心频率5.1GHz处缺口带能够呈现开关两种状态，而且当缺口带为开时，插入损耗达到35dB，此时，PIN管（M/A-COMMA4AGSBP907）的偏置电压为0V。
当缺口带关时，滤波器在PIN管合适的偏置2.5-5mA时几乎有相同的响应结果。
测试的最小插损为0.5dB，3dB带宽为5.92GHz。
测试和仿真结果的微小差异可能来源于制造工艺，PIN二极管的寄生效应，贴片电容和电感等。
图8 仿真与实测结果比较图（用商业电磁仿真软件工具[40]）拥有可调陷波的超宽带滤波器在图6中，将PIN二极管用变容二极管代替就构成了可调缺口带滤波器。
因此，很容易就能将前面所说的可重构超宽带滤波器修改为电可调缺口带滤波器。
M/A-COM公司的恒γ砷化镓变容二极管倒装芯片能够实现电可调功能。
图9(a)为MA46H120变容二极管的典型工作曲线。
测试中，拥有可调缺口带的可重构超宽带滤波器所用的介质基板为LCP介质板，相对介电常数为3.0，厚度为0.5mm。
图9(b)为滤波器实体。
它的布局和图6相似，除了用二极管替换了PIN管。
二极管两端通过10KΩ的电阻与直流偏置相连。
图9 (a)变容二极管MA46H120典型工作曲线(b)使用MA46H120变容二极管的可重构超宽带可调陷波滤波器实物图图10是这个可重构超宽带滤波器的测试结果图。
当偏置为0时，通带内没有陷波产生。
如图10（a）所示。
这是因为变容管容值太大，以至于陷波的频点低于通带频率。
当偏置电压从4V 到14V 变化时，陷波在超宽带通带内从4.5G 到6.5G 变化。
测试图如图10（b ）所示。
图10具有可调陷波可重构滤波器的测试结果(a)0V 偏置电压时，没有形成陷波 (b)非零偏置，具有陷波的测量结果BST 变容管的具有缺陷地结构的可调带阻滤波器因为电可调微波电路灵活应用的发展，例如BST 等的铁电材料变得越来越受欢迎。
接下来，将描述一款新型的BST 变容管可调带阻滤波器。
BST 变容管BST 变容管的容值可调性可以定义为：容值可调性=max min max100C C C -⨯％， （1） 其中max C 表示当偏置电压为0V 时候，BST 变容管的容值, min C 是变容管偏置在非零状态下获得的容值。
当直流偏置电压的绝对值增加时，min C 会相应减小。
这是由于BST 材料的相对介电常数会根据直流电压减小。
一般情况下，BST 二极管被设计为金属—绝缘体—金属或者是交趾电容(IDC )的形式。
BST 交趾电容器的容值只在一个很小的范围内可调，这是由于内部的边缘电容对直流偏置电压没那么敏感的缘故。
图11是一个典型的BST 交趾电容器的特性参数图。
当需要一个低电容或简单的制造工艺时，BST 可调交趾电容器是一个不错的选择。
图11 BST 交趾变容管的可调曲线(20根长100m μ，宽5m μ的交趾在1MHz )如[28]发表的那样，IDC BST 交趾变容器的制造结构如图12(a)所示。
一个0.5m μ厚的0.50.53()Ba Sr TiO BST 薄层通过脉冲激光沉淀法沉积在(001) MgO 的基片(厚度为0.5mm)上。
该方法在全氧情况下使用了一个5Hz 的激光脉冲，该脉冲的能量密度为：1.52Jcm -[42]。
制作好的BST 二极管材料有一个可变的相对介电常数：700-1200，,并且电场强度会在3.5-0/m V μ内变化。
BST 薄膜损耗角δ的正切在10z MH 时的测量结果为0.1-0.2。
图12(a)在MgO 介质上BST 变容二极管结构，(b)BST 变容管变容单元如图12（b ）所示的有六个交指的IDC 是 BST 变容管的基本单元，在[28]中有应用。
可重构或可调谐微波滤波器技术
可重构或可调谐微波滤波器技术电子可重构，或者说电调微波滤波器由于其在改善现在及未来微波系统容量中不断提高的重要性而正吸引着人们越来越多的关注来对其进行研究和开发。
例如，崭露头脚的超宽带（UWB）技术要求使用很宽的无线电频谱。
然而，作为资源的频谱是宝贵而有限的，因此，频谱总是被用于多种用途，这意味着当诸如UWB 无线系统这种操作受到关注时，频谱上充满着不期望的信号。
在这种情况下，现存的时时处处都在发生变化的不期望的窄带无线电信号有可能会干扰UWB 系统的波段。
这种问题的解决方案是在UWB 带通滤波器的通带上引入了一个可进行电切换或电调谐的狭窄的抑制带（陷波）。
这种电子可重构滤波器也是宽带雷达或电子军用系统所渴望得到的。
我们可以来未雨绸缪地考虑未来的认知无线电和雷达应用，可以肯定的是，可进行电子重构的微波滤波器将会在无线系统中起到一个更重要的作用。
一般来说，为了开发电子可重构滤波器，有源切换元件或调谐元件，如半导体p-i-n 和变容器二极管，射频（RF）微机电系统（MEMS）或其它基于功能性材料的元件，包括铁电体变容器，需要被集成进入无源滤波器结构中。
由于微带线滤波器[1]能够便于以很小的尺寸来完成这类集成，因此，人们对于在微带线的基础上开发可调谐或可重构滤波器的兴趣日益增加[2]-[36]。
这些滤波器可以分类为可调谐梳状带通滤波器[2]-[9]，射频微机电系统可调谐滤波器[10]-[15]，压电传感器（PET）可调谐滤波器[17]-[19]，可调谐高温超导（HTS）滤波器[21]-[23]，可重构UWB 滤波器[24]-25]，可调谐双频段滤波器[26]，可调谐带阻滤波器[27]-[31]，可重构/可调谐双模滤波器[32]-[36]，以及基于可切换延迟线的可重构带通滤波器。
下面，我们将要介绍若干新近开发出来的典型的电子可重构微带线滤波器。
可调谐梳状滤波器微带线梳状滤波器是开发可调谐或者说可重构带通滤波器颇受欢迎的结构[2]-[9]。
基于可重构乘法器的FIR数字滤波器设计
摘
要： 讨论 了一种新的乘法器结构（ ｅ Ｂ ， Ｒ Ｍ ） 并把它应用于数 字 ＦＲ滤波器 的设计 中。在设 Ｉ
计 中， 于 Ｒ ＭＢ结 构 ， 基 ｅ 通过 改进 Ｒ Ｇ—ｎ算 法 ， 化 ＦＲ滤波器 乘 法模 块 的结构 ， Ａ 简 Ｉ 减少 硬件 实现 面 积 ， 高速 度 。设计 的 ３ 提 ２阶半 带 ＦＲ滤 波器用 Ｖ ｒｏ 硬 件描 述 语 言进 行 描述 ， 综合 到 ｘｌｘ公 Ｉ ｅｉ ｇ ｌ 并 ｉｎ ｉ
， ａ ，
胁 口乃
， 口 ｎ ｖ ｌ ｄ ｓｇ ｏ Ｉ ｆ ｔ ｒ ｔ ｍｐ ０ ｓ ＲＡ — ｎ ａ ｈ ｔ ａ ｅ ｏ ｓｒ ｃ ： ｍｖ ｄ ｓ ｏ ｅ ｅ ｉｎ ｆ Ｆ Ｒ ｉ ｅ ．Ｉ ｌ ｅ ｌｙ ａ Ｇ “ｔ ｍｅ ｉ ｂ ｓ ｄ ｎ ｃ
Ｓ ／ｓ Ｄ Ｃ Ｄ编码 降低码 中非零个数 ， 再寻找共 同的子 表达式并通过共同子表达式的共用来简化乘法模块 的复杂度 ， 降低其面积 － １Ｊ 。另一类称为加法树算 ｑ
采用 可重 构 乘法 器 （ ｅ Ｂ 结 构 ， 过 改进 ＲＭ ） 通 Ｒ Ｇ—ｎ算 法 实 现 ＦＲ数 字 滤 波 器。可 以减 少 Ａ Ｉ
Ｒ ｃｎｇｒｂｅＭｕｔ ｌｒ ｌｃｓｎｅｔ ｈｉｕ ｐｅ ｅｔ ｅｉｎｏ ａ —ｂｎ ２一ｔ Ｉ ｅｏ６ｕａｌ ｌｐｉ ｏｋ． ｌ ｅ ｎｑｅｉｉ ｌ ｎｅ ｉ ａｄｓ ｆ ｈｌ ａｄ３ ａ ＦＲ ｉ ｅＢ ｃ ｓｍ ｍ ｄ ｎ ｇ ａ ｆ ｐ
ｆ ｔｒｏ ｌ ｘ Ｖｉ ｅ ｉ ｅ ｎ Ｘｉ ｎ ｒ ｘ—Ｉ Ｆ Ｃ ． ｔｉ ｓ ｏ ｎ ｔ ａ ， ｈ ＭＢ ｓ ｕ ｔ ｒ ｎ ｍｐ ０ ｅ ｌ ｉ ｔ Ｉ Ｐ Ｉ ｓ ｈ ｗ ｈ ｔ Ｔ ｅ Ｒｅ ｔ ｃｕ ｅ ａ ｄ ｅ ｌｙ ｄ ＲＡＧ —ｎ ａ ｉ ｍｅｉ ｒ ｒｔ ｔ ｈ ｃ ｃ ｎ ｓ ｎｆ ａ ｔ ｅ ｕ ｅｔｅ ａｅ ｎ ａ ｉ ｉ ｃ ｎ ｄ ｃ ｈ ｒ ａ ａ ｄ山ｅ ｄ １ ｙ ｇ ｉ ｒ ｅａ ． Ｋｅ ｒ ｓ Ｆ Ｒ ｆ ｔｒ Ｆ ＧＡ； Ｍ Ｂ； ｙ ｗＯ ｄ ： Ｉ ｉ ｅ ； Ｐ ｌ Ｒｅ ＲＡＧ —ｎ ａ ｉ ｍｅｉ ｒｔ ｔ ｈ ｃ
基于粒子群算法的自适应LMS滤波器设计及可重构硬件实现
所设计 的 Ｌ Ｓ滤 波 器 ， Ｍ 实验 结果表 明设 计 的 Ｌ ＭＳ滤 波 器 具 有较 好 的 性 能 ， 明 了这 种 方 法的 有 证
效性 和优 越性 ．
关键 词 ： 自适应 滤 波 器 ；ＭＳ算 法 ； 波器优 化设 计 ； 子群 算 法 ； 重构硬 件 Ｌ 滤 粒 可
中 图分类 号 ： Ｔ ３ １６ Ｐ ０ ． 文献标 识码 － Ａ
０ 引 言
自适 应 滤 波 器是 现 代 数 字 信 号 处理 技 术 的重
要研 究 方 向 ， 中最 小 均 方 算 法 Ｌ Ｓ ＬａｔＭ ａ 其 Ｍ （ ｅｓ ｅ ｎ
Ⅳ一Ｉ
＝
埘 ＊
’ ＋ ｃ
ｌａ ｄ （ ＊（ ６ｓ ｎ １ ） ｐ ｅ ’一 ’ ｒ ￡ ）
）， ＝∑ Ｗ（）（ — ） ｒ ）（） ，ｔ （） ｉ ｘｎ ＝Ｘ（ ｎ ｎ ｎ
Ｐ， （１ ）＝ ｄ ， （１ ）一Ｙ 死 （） （） １ 式 中 Ⅳ为 滤 波器 的长 度 ，（ ） 输 出误 差 ， 均方 ｅｎ 为 使
上用 硬件 实 现 ， 极 大 地 提 高处 理 的速度 ， 应 用 将 并
于一 个 系统 跟 踪 响应 中 ， 以测 试 设 计 的 Ｌ ＭＳ滤 波
器 的性 能 ．
近 年 来 ， 于 Ｆ Ｇ 的 可重 构 计 算 （ ｅｏｆｕ 基 ＰＡ Ｒｃｎｉ ． ｇ
ｔ ｌ Ｃ ｍ ｕ ｎ ） 术 广 泛 应 用 于 信 号 与 信 息 处 理 ａ ｅ ｏ ｐｔｇ技 ｂ ｉ
２
如 Ｆ：
佳 木 斯 大 学 学 报 （ 自 然 科 学 版 ）
恒定绝对带宽的紧凑型可重构双频带通滤波器
恒定绝对带宽的紧凑型可重构双频带通滤波器包晓蕾【摘要】A compact dual-band bandpass filter (BPF ) based on stepped impedance resonator (SIR ) and defected-feeding structure is investigated in this paper.The SIR with T-stub centrally loaded provides more degrees of freedom to adjust the dual-band resonant frequencies.By combining the SIR with the defected-feeding structure and adjusting their dimensions,the absolute bandwidth can be easily controlled.Transmission zero is derived through simulation due to the combination of SIR and defected -feeding structure.Finally,simulation results show the second passband switched among 1.55GHz,1.75GHz and 2.05GHz with a constant absolute bandwidth of 230MHz ± 5.6％,and the first passband fixed at 0.90GHz with a constant absolute bandwidth of 32MHz.The measurement of the fabricated example shows good agreement with the simulation.%本文研究了一种基于阶梯阻抗谐振器(SIR)和缺陷馈电结构的小型双频带通滤波器(BPF).具有T型中央加载的SIR可以更自由地调整双频谐振频率,SIR和缺陷馈电结构组合,并进行阶数调整,可以很容易控制绝对带宽,仿真得到传输零点.最后,仿真结果显示,恒定绝对带宽在230MHz±5.6％的情况下,第二通带可以在1.55GHz,1.75GHz和2.05GHz之间切换,恒定绝对带宽为32MHz的情况下,第一通带稳定在0.90GHz.实际加工的滤波器测量结果与仿真结果吻合较好.【期刊名称】《安徽师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(040)006【总页数】6页(P563-568)【关键词】紧凑型;双频带通滤波器(BPF);阶梯阻抗谐振器(SIR);恒定绝对带宽【作者】包晓蕾【作者单位】上海电子信息职业技术学院通讯与信息工程学院,上海 201411【正文语种】中文【中图分类】TN911随着无线通信系统的快速发展(例如，无线局域网(WLAN)，全球移动通信系统(GSM)，第三代(3G)，第四代(4G)，全球微波接入互操作性(WiMax)，等等).双频通带滤波器(BPF)已经引起了很多关注[1-6].近年来，已经使用阶梯式阻抗谐振器(SIR)的结构实现双频通带滤波器，Makimoto和Yamashita分析了SIR的基本理论，通过控制SIR的阻抗和长度比，可以获得想要的工作频率[7].基于基础理论，一些文章中出现了一些新结构的SIR.Zhang和Sun使用新耦合方案的U形SIR来减少插入损耗[8].采用两个具有缺陷接地结构(DGS)的SIR组成双频带通滤波器，表现出良好的高通带性能[9].并提出了由开环谐振器实现的双频通带滤波器[10-12]，以及由两个级联三重(CT)单元组成的双频带通滤波器[13].RF可重配置双频带滤波器正在成为一个热门研究课题，它可以显著减小现代多频带系统的总体尺寸和复杂性.恒定分数带宽和恒定绝对带宽(ABW)是不同应用的频率可重配置滤波器中的非常重要的特征.以前大多数工作集中在调整中心频率，在保持恒定绝对带宽方面研究较少.有学者采用机械电容器来调节滤波器的频率，通过在相邻的滤波器谐振器之间设置可变耦合衰减器来调谐带宽[14].并引入双模谐振滤波器保持ABW恒定[15，16]，证明了混合电磁耦合方案可以控制带宽[17].在本文中，提出了具有容易控制的第一通带和可重构的第二通带特性的双频通带滤波器.预测第二通带在1.55GHz，1.75GHz和2.05GHz之间切换，改变由T型中央加载的SIR尺寸即可得到.通过改变零欧姆电阻器的位置，可以方便地将第二通带的三个中心频率调谐到期望值，因此本文的滤波器结构提供了更多的自由度来实现可调谐性.将缺陷馈电结构与加载SIR的T型组合，在两个通带之间产生传输零点，从而改善了选择性能.利用缺陷馈电结构调整，可以很容易地控制绝对带宽.去掉多余电路，通带中的低插入损耗性能得到改善，尺寸也更紧凑.为了验证所提出的方法，我们优化设计、制造并测量了可重构双频带通滤波器，仿真和测量结果证明了有效性.谐振器的基本结构如图1(a)所示.由于结构是对称的，可以采用偶模式和奇模式分析获得谐振频率.对于奇模和偶模等效电路，输入阻抗为Zino=jZ2tanθZine=Z2其中Z1和Z2分别是相应传输线的特性阻抗，ZinT是T型负载的输入阻抗.为了简化分析，使内线和外线的电长度相等，定义θ=β1l1=β2l2. 输入阻抗ZinT由下式给出ZinT=-jZ3为了减小谐振的大小，电长度θ小于π/4.由式(1)得出，奇模式谐振频率为fodd=其中l1是物理长度，v1是内线中的相速度. 由式(4)可以看出，当确定l1和v1时，奇模式谐振频率取决于Z2和Z1的比值.偶模式谐振由式(2)得出，feven由式(6)的解确定tan2θ-(1+Z2/Z1)|ZinT|tanθ-Z2/Z1=0tan()=(1+Z2/Z1)+式(6)中，当阶梯阻抗谐振器固定时，受到T型尺寸的影响，偶模式谐振频率由|ZinT|,决定，因此改变T型加载的SIR的尺寸将产生各种偶模谐振频率，而奇模谐振频率不受影响.基于以上分析，本文提出一种双频带通滤波器的结构，由T型加载的SIR和缺陷馈电结构组成，图2所示.该设计中，采用SIR的基本奇模谐振频率作为第一通带频率，将偶模谐振频率作为第二通带频率.为减小尺寸，将谐振器折叠，由两条特性阻抗为50Ω的的微带线路馈电.图3表示T型加载SIR的通带特性和不同参数的频率的变化趋势.预测中心频率的第一通带可以通过优化L2来设计. 如图3(a)所示，L2越小，第一中心频率越高. 实验发现，具有T型尺寸的第二通带的变化对第一通带几乎没有影响.如图3(b)所示，随着L3或L4减小，T型尺寸变小，产生更高的中心频率fo2.显然，第二通带表现出1.88-2.29GHz的调谐范围，而第一通带在运行过程中保持在0.96GHz.在1.88GHz和2.29GHz之间的调谐范围，两个通带的插入损耗都小于1dB，其回波损耗分别大于-20dB.因此，在设计中使用缺陷馈电结构与SIR组合，在主要两个频带之间出现新的通带和传输零点. 同时，新的通带可以通过改变缺陷馈电结构的尺寸来移动，如图4所示.当新的通带和第二通带合并时，可以实现双带BPF的调谐中的中心频率和绝对带宽.如图5所示，随着L7的减小，绝对带宽变窄，位于低阻带的发射零点向第二通带移动，而L7的变化对高阻带处的传输零点几乎没有影响.基于以上分析，我们优化设计了可重构双频带BPF滤波器，其第二通带具有预定义的恒定绝对带宽，第一通带固定.图6为用SIR和基于六个开关的缺陷馈电结构来改变T型尺寸的示意图.根据六个开关的不同状态分成三种组合，状态1：S3断开，S4断开，S6断开，其它接通；状态2：S2断开，S4断开，S6断开，其它接通；状态3：S1断开，S2断开，S5断开，其它接通，相应的S参数如图7所示.在实际应用中，用零欧姆电阻作连接开关.由图7可以看出，第二通带的中心频率在1.55GHz，1.75GHz和2.05GHz之间切换，恒定绝对带宽230MHz和第一通带在调谐过程中保持恒定.随着六个开关的位置改变，将获得其他三个频率，因此所提出的结构提供更多的自由度来实现可调谐性.所提出的可调谐双频带滤波器在单个谐振器结构内集成了两个通带，不仅避免了额外损耗，还实现了尺寸的紧凑. 另外，它大大简化了谐振器的组装和集成，从而节省了时间和成本.在该设计中，所有尺寸选择如下：L0=39.94mm,L1=19.5mm,L2=16.2mm,L3=9mm,L4=5.4mm,L5=5mm,L6=26 mm,L7=13.5mm,W0=1.14mm,W1=0.6mm,W2=2mm,W3=2mm,W4=0.39m m,g1=g1=0.2mm.设计结束后，采用Ansoft HFSS V13进行仿真，用Agilent矢量网络分析仪N5230A进行测量，并制作了紧凑型可重构滤波器，如图8所示.图9比较了仿真和测量结果.制作滤波器的第二通带在1.55/1.75/2.05GH之间切换，3dB绝对带宽为230MHz.所有配置测量到的带内最大插入损耗为2.16/2.18/1.74 dB，其中包含连接器的损耗，带内回波损耗优于-10 dB.第一通带固定在0.91GHz，其3dB绝对带宽约为32MHz.在两个通带之间产生传输零点可以提高通带选择性并提高隔离度.测量与仿真的偏差主要来自连接器和有限衬底的反射.整体尺寸约为20mm×44mm.表1表示滤波器特性与开关配置之间的关系.表2对提出的可重构BPF与其他可重构BPF的性能进行了比较.可以看出，与其他滤波器设计相比，该滤波器设计可以提供独立的可调谐双带通带特性，具有小尺寸和低插入损耗.在本文中，提出了一种基于T型加载SIR和缺陷馈电结构的紧凑可重构双带通滤波器. 通过控制T型尺寸可以方便地将第二通带调谐到期望的值，几乎不影响第一通带.所制作的第二通带实现了230MHz±5.6%的3dB带宽，这可以被明确地看作是ABW.此外，在两个通带之间存在传输零点，这改善了裙部选择性.该设计方法适用于可选择的多频带应用，相关滤波器已经实现.其良好的性能，平面结构和紧凑的尺寸对无线通信也很有吸引力.【相关文献】[1] SUN S, YANG S, WU B, et al. Dual-band bandpass filter using a single short-ended dual-mode resonator with ad-justable first passband[J]. Progress In Electromagnetics Research C, vol. 2013，(37)：95-106.[2] TSAI L C. Compact microstrip dual-passband filters based on stepped-impedance resonators[J]. Microwave and Optical Technology Letters, 2013,(55):1230-1233.[3] PAN T， SONG K, FAN Y. Compact dual-bandstop filter based on composite right/left handed transmission line[J]. Microwave and Optical Technology Letters, 2013，(55)：958-962.[4] WANG X H, ZHANG L, BAI Y F, et al. Compact tunable dual-band filter using SIRs without extra blocking capacitances[J]. Journal of Electromagnetic Waves and Applications, 2013，(27)：544-551.[5] XU J， WU W, MIAO C. Compact and sharp skirts microstrip dual-mode dual-band bandpass filter using a single quadruple-mode resonator (QMR)[J]. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 2013，(61)：1104-1113.[6] CHIOU Y C， REBEIZ G M. Tunable 1.55-2.1GHz 4-pole elliptic bandpass filter with bandwidth control and 50dB rejection for wireless systems[J]. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 2013，(61)：117-124.[7] MAKIMOTO M， YAMASHITA S. Bandpass filters using parallel coupled strip-line stepped impedance resonators[J]. IEEE MTT-S Int Microw Symp Dig, 1980，(3)：141-143.[8] ZHANG Y P， SUN M. Dual-band microstrip bandpass filter using stepped-impedance resonators with new coupling schemes[J]. IEEE Trans on Microw Theory and Tech, 2006，54(10)：3779-3785.[9] WU G L, MU W, DAI X W, et al. Design of novel dual-band bandpass filter with microstrip meander loop resonator and CSSRR DGS[J]． Progress In ElectromagneticResearch, Vol. 2008，(78)：17-24.[10] LAI X, WNAG N, WU B, et al. Design of dual-bandfilter based on OLRR and DSIR[J]. Journal of Electromagnetic Waves and Applications, 2010，(24)：209-218.[11] LIN H J, CHEN X Q, SHI X W, et al. A dual passband filter using hybrid microstrip open loop resonators and coplanar waveguide slot line resonators[J]. Journal of Electromagnetic Waves and Applications,2010，24(1)：141-149.[12] CHEN W Y, WENG M H， CHANG S J, et al. A high selectivity dual-band filter using ring-like sir with embedded coupled open stubs resonators[J]. Journal of Electromagnetic Waves and Applications, 2011，(25)：14-2011.[13] CHEN F C， CHU Q X. Design of dual-band CT filter with source load coupling[J]. Journal of Electromagnetic Waves and Applications, 2011，25(1)：15-22.[14] Sanchez-Renedo M, Gomez-Garcia R, Alonso JI, Briso-Rodrigueq C. “Tunable combine filter with continu ous control of center frequency and bandwidth”[J]. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 2005,(53):9-191.[15] SUN I S, ITOH T. Dual-mode tunable filter with simple bandwidth control scheme[J]. Microwave Symposium Digest, 2009. MTT-S International; 2009,(5):497-500.[16] ATHUKORALA L, BUDIMIR D. Compact second-order highly linear varactor-tuned dual-mode filters with constant bandwidth[J]. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques，2011,(59):2214-20.[17] PARK S J, REBEIZ GM. Low-loss two-pole tunable filters with three different predefined bandwidth characteristics[J]. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques， 2008，56(3):1137-48.[18] Yinxia Zhu, Bo Liu, Jian Cheng, Jun Jin, Beijiang Zhang, Xiang Tian. Dual-band band pass filter using stub-loaded open-loop resonators with wide controllable bandwidths[J]. International Journal of RF and Microwave Computer-Aided Engineering， 2014，24(3):367-374.[19] Bin You, Long Chen, Yaping Liang, and Xuan Wen. A High-Selectivity Tunable Dual-Band Bandpass Filter Using Stub-Loaded Stepped-Impedance Resonators[J]. IEEE Microwave and Wireless Components Letters, 2014,24(11):736-738.[20] Tao Yang, and Gabriel M. Rebeiz. Three-Pole 1.3-2.4-GHz Diplexer and 1.1-2.45-GHz Dual-Band Filter With Common Resonator Topology and Flexible Tuning Capabilities[J]. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques， 2013，61(10):3613-24. [21] Girdhari Chaudhary, Yongchae Jeong, Jongsik Lim. Dual-Band Bandpass Filter With Independently Tunable Center Frequencies and Bandwidths[J]. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques， 2013，61(1):107-116.。
参数可线性重构的电流模式二阶带通滤波器
Ａ ｒ ｅ ｔｍ ｏ ｅ Ｓ ｃ ｎ － ｒ ｅ ｎ ｐ ｓ ｌｅ Ｃｕ ｒ ｎ － ｄ ｅ ｏ ｄ ｏ ｄ ｒ Ｂａ ｄ ａ ｓＦｉ ｒ ｔ
ｗｉｈ Ｌｉ ｅ ｒ Ｒｅ ｏ ｆｇ ｒ ｂ ｅ Ｐａ ａ ｅ ｅ ｓ ｔ ｎ ａ ｃ ｎ ｕ ａ ｌ ｒ ｍ ｔ ｒ ｉ
Ｓ ＯＮＧ ｈ — ｉｎ Ｓ ｕ ｘａ ｇ， ＷＡＮＧ ａ — ｕ ＸＩ Ｈｏ ｇ ｇｕ Ｘｉｏ ｈ ａ， Ｅ ｎ － ｏ
ｔ 仿真 结 果表 明 ， ． Ｖ 源电压 下 ， 波器 的 中心 频率 和品质 因素在 ２Ｇ－内可线性重 构 。 ｒ ｅ ±１５ 电 滤 Ｉ Ｉ ｚ
关键词 ： 带通滤波器； 线性可重构 ； 电流控制的电流传输器； 电流放 大器
中图分 类号 ：Ｎ １ Ｔ ７３ 文 献标 志码 ： Ａ ｄ ｉ１ ．９ ９ｊｉ ｎ １０ 一８ ３ ．０ ２ ０ ．２ ｏ：０ ３６ ／ ． ｓ ．０ ｌ ９ ｘ２ １ ．６ ０９ ｓ
块 ， 性 能直接 影响接 收机 的多 项指标 ， 波器 的参 其 滤
１ 引 言
随着 全 集成 有 源 滤 波器 的发 展 ， 参数 可重 构 的 连续 时 间集 成 滤 波 器 的研 究 和 开 发 已成 为 主 流 趋 势， 特别 是在低 中频架 构 接 收 机 、 Ｄ Ｌ Ａｙ ｍ ｔｃｌ Ａ Ｓ （ ｓｍ ｅｉ ｒａ
ｅ ｌ ｓ ｏｆｍ ｔ ｔ ｌ ｒｃｔ－ ｆ ｆ ｑｅｃ －ａ ｏ Ｃ ｂ ｌ ｅｒ ｅ ｎｔ ｃ ｉ ２Ｇ ｚｗｔ ｒ ｕｔ ｃｎ ｒ ａ ｔｅｆｔ ｕ —ｏ ｅ ｕｎｙａ ｄＱ—ｆ ｔ ａ ｉ ａｙ ｒ ｏｓ ｕｔ Ｈ ｉ ｓ ｉ ｈ ｉｅ ｈ ｒ ｎ ｃｒ ｎ ｅ ｎ ｌ ｃ ｒ ｅ ｎ ｄ ｈ
【国家自然科学基金】_集成滤波器_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140730
推荐指数 6 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
科研热词 推荐指数 集成光学 2 高速电路设计 1 阵列波导光栅(awg) 1 通用滤波器 1 边缘提取 1 跨导线性单元 1 谐波等效模型 1 谐波屏蔽 1 航空三角测量 1 自由谱宽 1 绝缘层上硅(soi)纳米线波导 1 系统集成 1 系统阻抗 1 等效模型 1 相差检测 1 相关法 1 直接平台定向 1 直接地理参考 1 电流模式滤波器 1 环形谐振器 1 状态空间 1 灵敏度函数 1 消光比 1 模糊聚类 1 模拟电路 1 模/数变换 1 整流系统 1 数据采集 1 数字相干检测 1 数字滤波 1 数字偏振解复用 1 故障诊断 1 支持向量机 1 掺铒光纤 1 折叠半模基片集成波导 1 恒模算法 1 异或型鉴相 1 并行扫描探针显微镜 1 并行交替采样 1 带通滤波器 1 差分相移控 1 对数滤波器 1 宽频带 1 多输出端电流传输器 1 声光可调谐滤波器 1 基片集成波导 1 图像平滑 1 图像合成 1 变压器 1 卡尔曼滤波 1 半模基片集成波导 1 分析综合设计法 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67
可重构逻辑器件的设计与应用研究
可重构逻辑器件的设计与应用研究随着现代电子技术不断发展，人们对于可编程和可重构的逻辑器件的需求不断增加。
可重构逻辑器件是一类可以根据需求进行编程和重配置的器件，具有极高的灵活性和可扩展性，被广泛应用于数字逻辑电路的设计和实现中。
本文将介绍可重构逻辑器件的设计与应用研究，分别从器件结构、设计流程和应用案例等多个方面进行讲述。
一、可重构逻辑器件的结构可重构逻辑器件一般由FPGA（Field Programmable Gate Array）和CPLD （Complex Programmable Logic Device）两个大类构成。
FPGA是一种基于查找表技术实现可重构逻辑的器件，其内部包含多个逻辑单元、输入输出接口和程序存储器等部件，可以实现复杂的数字逻辑运算和数据处理。
CPLD则是一种多可编程逻辑单元构成的可重构逻辑器件，其内部包含多个可编程的逻辑芯片和触发器等部件，综合了FPGA和ASIC（Application Specific Integrated Circuit）的优点。
另外，随着科技的不断进步，新的可重构逻辑器件平台不断涌现，如DINC （Dynamic Invisible Network Computing）、FISA（Flexibly Interconnected Scalable Array）和SCGRA（Stochastic Control Generalized Regular Architecture）等，这些平台均具有高性能、低功耗和可扩展性等优点，被广泛应用于高性能计算、机器学习、嵌入式系统等领域。
二、可重构逻辑器件的设计流程可重构逻辑器件的设计流程可以分为三个主要阶段：硬件描述语言编写、逻辑验证和实现下载。
硬件描述语言编写是可重构逻辑器件设计的关键步骤，主要目的是将设计所需的功能转化为硬件描述语言的形式，如Verilog和VHDL等。
逻辑验证是为了保证设计的正确性和功能实现的准确性，其方法包括仿真和验证板测试等，可以帮助设计人员尽早发现和修复错误。
一种集成可重构陷波滤波器的超宽带功率放大器[实用新型专利]
专利名称：一种集成可重构陷波滤波器的超宽带功率放大器专利类型：实用新型专利
发明人：陈会,石宪青,朱磊,何杨
申请号：CN201820556878.7
申请日：20180418
公开号：CN208209904U
公开日：
20181207
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种集成可重构陷波滤波器的超宽带功率放大器，C2的一端、D的阴极、g2的一端共节点，且C2的另一端连接于M4，D的阳极接地，g2的另一端连接于V的阳极，V的阴极接地；M的漏极、C3的一端和L的一端共节点，且C3的另一端接M2，L的另一端接VDD，M的源极接地，M的栅极接输入端。
本实用新型一种集成可重构陷波滤波器的超宽带功率放大器，通过将匹配网络与可调的带阻滤波融合设计在一起，最终实现了一种集成可重构陷波结构的超宽带匹配网络，并用这种匹配网络作为宽带功率放大器的输出匹配，解决了传统模块级联带来尺寸较大的问题。
申请人：成都会讯科技有限公司
地址：610000 四川省成都市高新区天辰路88号6栋2单元301号
国籍：CN
代理机构：成都行之专利代理事务所(普通合伙)
代理人：宋辉
更多信息请下载全文后查看。
多通道可重构水声信号采集模块设计
2021年1月计算机工程与设计Jan.2021第42卷第1期COMPUTER ENGINEERING AND DESIGN Vol.42No.1多通道可重构水声信号采集模块设计赵晶晶，杜天为，祝萌作，许乔，王旭光+（湖北大学计算机与信息工程学院，湖北武汉430062）摘要：针对水声信号探测系统的需求，设计一种多通道可重构且小体积高集成度的水声信号采集模块。
根据性能指标要求和水声信号特点，提出采集模块总体设计方案，硬件方面加入可重构带通滤波器增强采集模块的通用性，采用基于IEEE1588V2标准的精确时间同步协议方案，提高多模块分布式应用时的系统采集同步精度；开发基于QT的处理机显控软件，实现采集控制与数据实时回看。
对采集模块性能进行测试，其结果表明，该水声数据采集模块能够满足设计需求，其已在某声纳工程项目中得到实际应用。
关键词：水声信号；数据采集；IEEE1588；时钟同步；频带重构中图法分类号：TP274+.2文献标识号：A文章编号：10007024（2021）01027908doi：10.16208/j.issnl000-7024.202101040Design of multi-channel and reconfigurable data acquisitionmodule for underwater signalZHAO Jingjing,DU Tianwei,ZHU Mengzuo,XU Qiao,WANG Xu-g uan g+ (School of Computer Science and Information Engineering&Hubei University&Wuhan430062&China) Abstract：Aiming at the application demand in underwater acoustic signal detection systems&a multi-channel reconfigurable underwater acoustic signal acquisition module with sma l volume and high integration was presented.According to the perfor-mancerequirementsandthecharacteristicsoftheunderwateracousticsignal&theovera l designschemewasproposed&anda reconfigurablebandpassfilterwasaddedtothehardwaretoenhancetheversatilityoftheacquisitionmodule.High-accuracysyn-chronizationsamplingmethodamongmultipledistributedmodulesbasedonIEEE1588V2standardwasadoptedtoimprovethe systemsynchronizationsamplingaccuracy.TheQT-basedsoftwarewasdevelopedtorealizeacquisitioncontrolandreal-timedata review.Theperformanceoftheunderwateracousticsignalacquisitionmodulewastested.Theresultsshowthatitcanmeetthe designrequirements.Themethodhasbeenpractica l yappliedinasonarproject.Keywords：underwater acoustic signal；data acquisition；IEEE1588;clock synchronization；band reconfiguration/引言随着人类对海洋资源的大力开发以及声纳技术的迅速发展，各类水声数据采集传输系统逐渐在水下通信、海洋资源勘探、海底隧道建设、水中目标远程探测等领域得到了广泛的应用由于海水介质信道复杂、信号衰减严重并受环境影响明显等原因，水声数据采集工作就显得尤为关键23*。
基于Farrow结构的可重构插值滤波器[发明专利]
专利名称：基于Farrow结构的可重构插值滤波器
专利类型：发明专利
发明人：丁勇,王翔,严晓浪,孙纲德,宋文华,张渊,叶森,刘晓东申请号：CN201010556181.8
申请日：20101119
公开号：CN102098509A
公开日：
20110615
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种基于Farrow结构的可重构插值滤波器，本发明是图像插值核函数的硬件实现，可重构为分段抛物线法或三次插值法进行一维的4点插值计算。
当作为分段抛物线法的硬件实现时，滤波器使用部分内部器件进行5级流水操作，通过5个时钟周期的延迟完成一次分段抛物线法的插值计算；当作为三次插值法的硬件实现时，滤波器使用全部内部器件进行7级流水操作，通过7个时钟周期的延迟完成一次三次插值计算；前者使用器件较少，功耗低，计算需时少，但插值效果略差；后者使用的加法器，乘法器较多，资源消耗大，功耗大，且计算需要比前者多用2个时钟周期，但插值效果好，所以本发明可作为一种通用插值滤波器应用于各类图像缩放引擎。
申请人：浙江大学
地址：310027 浙江省杭州市西湖区浙大路38号
国籍：CN
代理机构：杭州求是专利事务所有限公司
代理人：周烽
更多信息请下载全文后查看。