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专利号: 201711389072X
申请人: 天津工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电子电路
更新日期:2023-09-13
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种陷波频率精确可调的稀疏线性相位FIR多频陷波器的设计方法,其特征在于实现结构以一个陷波频率在ω=0的FIR单频陷波器为固定的原型滤波器,通过计算一组调节系数,对固定的原型FIR滤波器的抽头系数进行调节,以得到满足设计要求的FIR多频陷波器,该方法的具体步骤包括:步骤1:根据多频陷波器设计参数,包括陷波频率集合 阻带带宽Aω、通带衰减α,计算原型滤波器F(ejω)=e-jMωF0(ω)的阻带带宽ΔωF、通带纹波δF:ΔωF=Δω            (1)

其中r为陷波频率点的个数;原型滤波器设计问题可转化为如下的数学优化问题:s.t.|Af-1L×1|≤δF·1L×1        (3b)

11×Lf=0            (3c)

其中“min”与“s.t.”组合的公式(3a)-(3c)表示求解满足(3b)和(3c)要求的||f||0的最小值;向量f=[f(M),2f(M-1),…,2f(m),…,2f(0)]T, 表示原型滤波器的抽头系数,N为原型滤波器的初始阶数,M=N/2,其中||·||0表示0-范数运算,||f||0即表示抽头系数向量中非零抽头的个数;范德蒙矩阵A表示为:其中ωl∈[Δω/2,π],和1≤l≤L,L表示采样点数为正整数;

步骤2:根据陷波频率集合 利用原型滤波器抽头系数 线性相位FIR多频陷波器抽头系数 的计算过程为:

计算所得线性相位FIR多频陷波器的离散化幅度响应H0(ω)用向量H表示为:H=[H0(ω1),H0(ω2),…H0(ωl)…,H0(ωL)]T         (6)其中ωl∈[Δω/2,π],和1≤l≤L,L表示采样点数为正整数;通过:H=Ah            (7)

可得多频陷波器离散化幅度响应H,其中向量h=[h(M),2h(M-1),…,2h(m),…,2h(0)]T;

步骤3:计算得到的线性相位FIR多频陷波器的通带衰减

若 计算所得线性相位FIR多频陷波器的抽头系数向量h,即为符合设计要求的多频陷波滤波抽头系数;若 要进行下面优化步骤求解线性规划问题;定义集合Z为滤波器冲激响应 中值为零的位置索引,解如下线性规划问题:s.t.|Bh-1L×1|≤(δ+μ)·1L×1         (9b)h(n)=0,n∈Z             (9d)其中“min”与“s.t.”组合的公式(9a)-(9d)表示求解满足(9b)和(9d)要求的μ的最小值;c(ω)=[1,cos(ω),…,cos(mω),…,cos(Mω)],矩阵B为:其中 若μ≤0,则计算所得线性相位FIR多频陷波

器的抽头系数向量h,即为符合设计要求的多频陷波滤波抽头系数;否则,从集合Z中移除一个元素,并用新集合Z重新计算第3步中优化步骤,直到μ≤0;

当陷波频率点集由 变为 其中r和s不必相等,只需要重复第二步和第三步,即可得到陷波频率点集为 的多频陷波器。