匹配滤波器的设计与仿真

匹配滤波器的设计

1、引言：

在通信系统中，滤波器是其中重要部件之一，滤波器特性的选择直接影响数字信号的恢复。在数字信号接收中，滤波器的作用有两个方面，使滤波器输出有用信号成分尽可能强；抑制信号外带噪声，使滤波器输出噪声成分尽可能小，减少噪声对信号判决的影响。对最佳线形滤波器的设计有两种准则其中一种是是滤波器输出信噪比在贸易特定时刻达到最大，由此而导出的最佳线性滤波器成为匹配滤波器。在数字通信中，匹配滤波器具有广泛的应用。因此匹配滤波器是指滤波器的性能与信号的特性取得某种一致，使滤波器输出端的信号瞬时功率与噪声平均功率的比值最大。

2、匹配滤波器的设计要点：

（1）接收端事先明确知道，发送信号分别以何种形状的波形来表示发送的1、0码符号或多元符号；

（2）接收端针对各符号波形，分别提供与其相适应的接受电路，并且并且各唯一对应适配的一种传输的信号波形，能使输出信噪比达到最大，判决风险最小； （3）对未知相位的已调波，采用附有包络检测的匹配滤波器接收方式。

3、匹配滤波器的传递特性设计：

设接收滤波器的传输函数为H(f)，冲激响应为h(t)，滤波器输入码元s(t)的持续时间为Ts，信号和噪声之和r(t)为

r(t)?s(t)?n(t)0?t

用simulink设计一个匹配滤波器

1、概述

1.1匹配滤波器的定义

输出信噪比最大的线性滤波器称为匹配滤波器。匹配滤波器是一种非常重要的滤波器，广泛应用与通信、雷达等系统中。

从幅频特性来看，匹配滤波器和输入信号的幅频特性完全一样。这也就是说，在信号越强的频率点，滤波器的放大倍数也越大；在信号越弱的频率点，滤波器的放大倍数也越小。这就是信号处理中的“马太效应”。也就是说，匹配滤波器是让信号尽可能通过，而不管噪声的特性。因为匹配滤波器的一个前提是白噪声，也即是噪声的功率谱是平坦的，在各个频率点都一样。因此，这种情况下，让信号尽可能通过，实际上也隐含着尽量减少噪声的通过。

从相频特性上看，匹配滤波器的相频特性和输入信号正好完全相反。这样，通过匹配滤波器后，信号的相位为0，正好能实现信号时域上的相干叠加。而噪声的相位是随机的，只能实现非相干叠加。这样在时域上保证了输出信噪比的最大。

实际上，在信号与系统的幅频特性与相频特性中，幅频特性更多地表征了频率特性，而相频特性更多地表征了时间特性。匹配滤波器无论是从时域还是从频域，都充分保证了信号尽可能大地通过，噪声尽可能小地通过，因此能获得最大信噪比的输出。

实际上，匹配滤波器由其命名即可知道其鲜明的特

成都学院（成都大学）课程设计报告

目 录

第1章 绪论 .............................................................. 1

1.1 课题背景和意义 ................................................... 1 1.2 课程设计内容 ..................................................... 1 第2章 最佳接收机概述 .................................................... 2

2.1 最佳接收机的结构 ................................................. 2 2.2 匹配滤波器传输特性 ............................................... 2 2.3 匹配滤波器的结构 ................................................. 3 2.4 最佳接收机的误码性能 .........................

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电磁场与微波技术

课程设计报告

课程题目：低通滤波器的设计与仿真

姓名：

指导老师：

系别：电子信息与电气工程系

专业：通信工程

班级：

学号：

完成时间：

.资料. . .

低通滤波器的设计与仿真

摘要：微波滤波器是用来分离不同频率微波信号的一种器件。它的主要作用是抑制不需要的信号, 使其不能通过滤波器, 只让需要的信号通过。在微波电路系统中，滤波器的性能对电路的性能指标有很大的影响，因此如何设计出一个具有高性能的滤波器，对设计微波电路系统具有很重要的意义。微带电路具有体积小，重量轻、频带宽等诸多优点，近年来在微波电路系统应用广泛，其中用微带做滤波器是其主要应用之一。

关键词：ads；微带线；低通滤波器

1

一、设计思路

1、设计要求：截止频率：1.1GHz，通带波纹小于0.2dB，在1.21GHz 处具有不小于25dB 的带外衰减。

2、方案选择

利用椭圆函数滤波器设计并仿真，经过优化后，结果调出来的波形能达到指标，但波形会形成带阻波形，只能实现在一定围低通。所以不选。

利用切比雪夫滤波器设计并仿真，经过优化调试后可用。

3、设计法案

首先用LC 设计低通滤波器集总参数模型当频率工作在高频时，要用微带线代替LC 元件。高阻抗微带线代替串联电感，低阻抗微带线代替并联电容

郑州轻工业学院

电子技术课程设计

题 目 基于FPGA的FIR滤波

器 的 程 序 设 计

学生姓名 李 振 伟 专业班级 电子信息工程10-01 学 号 541001030118 院 （系） 电气信息工程学院 指导教师 耿鑫 完成时间 2013年06月22日

郑州轻工业学院 课 程 设 计 任 务 书

题目 基于FPGA的FIR滤波器的程序设计

专业、班级 电子信息工程10-01学号541001030118姓名 李 振 伟 主要内容、基本要求、主要参考资料等：

主要内容：

要求学生使用硬件描述语言（Verilog 或者 VHDL）设计基于FPGA的FIR滤波器的源程序。FIR滤波器的阶数为8；FIR滤波器的类型为低通，截止频率可以自行设计；FIR滤波器的系数可借助Matlab FDA tool 给出。

基本要求：

1、学会quartusII的使用，掌握FPGA 的程序设计方法。 2、学会 MATLAB 的使用，掌握Matlab

MATLAB 的数字滤波器设计与仿真 任淑萍，王欣峰

最优化设计方法：利用 rmezord 函数设计一个最小阶次的低通滤波器， 其通带截止频率为 500Hz，阻带截止频率为 600 Hz，采样频率为 2 000 Hz，最小阻带衰减为 40 db，通带纹波小于 3 db，其 MATLAB实现程序如下:

>> clear all; rp=3; rs=40; fs=2000; f=[500 600]; >> a=[1 0];

>> dev=[(10^(rp/20)-1)/(10^(rp/20)+1) 10^(-rs/20)]; >> [n,fo,ao,w]=remezord(f,a,dev,fs); >> b=remez(n,fo,ao,w); >> freqz(b,1,1024,fs);

clear all; rp=3; rs=40; fs=2000; f=[500 600]; a=[1 0];

dev=[(10^(rp/20)-1)/(10^(rp/20)+1) 10^(-rs/20)]; [n,fo,ao,w]=remezord(f,a,dev,fs); b=remez(n,fo,ao,w); t=(0:100)/fs;

陕西理工学院毕业设计

毕业设计

学生姓名 高宇洋 学号 1213014017

题 目 微波双频带通滤波器的仿真设计

所在学院 物理与电信工程学院

专业班级 电子1201班 指导教师 贾建科 完成地点 物电学院实验室

2016 年 06 月 5 日

陕西理工学院毕业设计

微波双频带通滤波器的仿真设计

作者：高宇洋 指导教师：贾建科

（陕西理工学院 物理与电信工程学院 电子信息工程专业 12级1班 陕西 汉中 723000）

[摘要] 为了满足无线通信向着多频段、多模式方向发展的需要，并简化多频段通信系统的结构，减

小其体积和重量，

课程设计说明书（论文）

《数字信号处理》课程设计报告

设计课题 滤波器设计与实现

专业班级 姓 名 学 号

报告日期 2012年11月

第 1 页 共 15页

课程设计说明书（论文）

《数字信号处理》

课程设计任务书

题 目 学生姓名 利用窗函数设计FIR带阻滤波器 学号 专业班级 一、设计内容： 产生包含三个正弦成分（120hz,80hz,20hz）的信号，设计基于窗函数的FIR滤波器去除80hz成分，保留120hz,20hz信号。通带允许的最大衰减为0.25dB，阻带应达到的最小衰减为30dB。 滤波器的采样频率为500Hz。 二、设计要求 1 设计报告一律按照规定的格式，使用A4纸，格式、封面

二阶低通滤波器部分 1、设计任务

信号放大后，需要进行滤波，滤除干扰，温度信号是一个缓慢变化的信号，在此需要设计出一个截止频率为10Hz左右的低通放大器。因二阶低通滤波器的频率特性比一阶低通滤波器好，故决定采用由型号为OP07的运算放大器组成的二阶低通滤波器，OP07运放特点：OP07具有非常低的输入失调电压，所以OP07在很多应用场合不需要额外的调零措施，具有低温度漂移特性。另外，需要求滤波电路的幅频特性在通带内有最大平坦度，要求品质因数Q=0.707.

2、电路元件参数计算和电路设计：

根据二阶低通滤波器的基础电路进行设计，如图3.1所示。

图3.1二阶低通滤波器的基础电路

该电路（1）、传输函数为：A(s)?Vo(s)AVF ?Vi(s)1?(3-AVF)sCR?(sCR)2 （2）、通带增益 ：A0?AVF （3）、截止频率：fc?11其中?c?称为特征角频率 2?RCRC （4）品质因数：Q?1， 3?AO Q是f=fc时放大倍数与通带内放大倍数之比

注： 当 3?AVF?0 ，即 AVF?3 时滤波电路才

射频微带滤波器的优化设计与矩量仿真

2011年第01期，第44卷 通 信 技 术 Vol.44，No.01,2011 总第229期 Communications Technology No.229,Totally

射频微带滤波器的优化设计与矩量仿真

赫建成， 赵常余

（西南科技大学 信息工程学院，四川 绵阳 621010）

【摘 要】在无线通信系统中，射频微带滤波器至关重要，经常要用滤波器从各种电信号中提取出想要的频谱信号。滤波器的性能在许多RF和微波系统中变得越来越重要。因此，设计了应用于射频微波系统下的阶跃阻抗低通微带滤波器，通过使用梯度优化方法，优化了滤波器的电路参数，提升了滤波器的整体性能，最终生成了微带滤波器的版图，并采用矩量法进行了电磁仿真，综合对比了版图和原理图的仿真结果，分析了结果的差异性。

【关键词】射频; 微带线; 滤波器; 矩量仿真

【中图分类号】TP391 【文献标识码】A