[發(fā)明專利]一種可變級數的網絡分析儀濾波算法

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• 申請日: 2017-01-16
• 公開（公告）號: CN106849905A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設計）人: 周婭;李棟
• 申請（專利權）人: 上海創(chuàng)遠儀器技術股份有限公司
• 主分類號: H03H17/02
• 分類號: H03H17/02;H03H17/06
• 代理公司: 上海宣宜專利代理事務所(普通合伙)31288
• 代理人: 劉君

技術領域

本發(fā)明涉及數字信號處理領域，具體涉及一種可變級數的網絡分析儀濾波算法，一般用于多速率信號接收機結構。

背景技術

當前，數字下變頻是軟件無線電的核心技術，它在移動通信，數字廣播，電視等領域具有非常重要的應用價值。隨著采樣速率的提高，采樣后數據流的速率變得很高，導致后續(xù)信號處理速度跟不上，因此需要對模數轉換器后的數據流進行降速處理。這需要很大的抽取因子，CIC濾波器可以控制抽取因子的變化，半帶濾波器可以把采樣速率降低一半，而單個的FIR濾波器不能降低采樣速率，因此需要和CIC濾波器或半帶濾波器的配合使用。N級CIC濾波器相比于單級CIC濾波器，通帶頻率范圍減小，旁瓣衰減更多，對通帶以外的噪聲抑制更強，從而減少噪聲對有用信號的干擾；如何采用結構簡單、處理高效的低通濾波器來滿足工程實現的具體要求，就是抽取能否實現的關鍵所在。而一種可變級數的網絡分析儀濾波算法采用2級或3級CIC濾波器和FIR濾波器的結構方式，CIC濾波器結構簡單，沒有乘法器，只有加法器，積分器和寄存器，性能較好，已經被證明是在高速抽取系統(tǒng)中非常有效的高分解速率濾波器，并且可以根據實際情況決定抽取因子的大小。再加上FIR低通濾波器，采用高階FIR濾波系數，濾波形狀有很多清晰的旁瓣并確保帶寬的一半處衰減3db。

本發(fā)明對網絡分析儀數字下變頻中的數字濾波提出一種濾波算法，該濾波算法提供帶外抑制衰減更多，軌跡噪聲小，數據掃描速度更快的濾波器，適用于大部分的矢量網絡分析儀數字濾波器的設計。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種可變級數的網絡分析儀濾波算法，該濾波算法提供帶外抑制衰減更多，軌跡噪聲小，數據掃描速度更快的濾波器，適用于大部分的矢量網絡分析儀數字濾波器的設計，解決現有技術中存在的問題。

為實現上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

一種可變級數的網絡分析儀濾波算法，所述可變級數的網絡分析儀濾波算法采用N級CIC和FIR的濾波結構，N級CIC濾波器系統(tǒng)函數表示為其中，N為CIC濾波級數，M為CIC濾波抽取倍數；FIR濾波輸出y(n)可表示為輸入序列x(n)與單位取樣響應h(n)的線性卷積，表示為其中L代表輸入FIR濾波的數據個數。

作為本發(fā)明進一步的方案：對不同處理器的內核資源，采用不同級聯(lián)數的CIC濾波器。

作為本發(fā)明進一步的方案：對于同一個帶寬，不同級數的CIC濾波采用匹配的抽取倍數并抽取匹配的數據長度。

作為本發(fā)明進一步的方案：對于相同級數的CIC濾波，主瓣高度保持一致。

作為本發(fā)明進一步的方案：FIR濾波結構采用FIR低通濾波器，其包括，通帶、阻帶和過渡帶，通帶范圍內通過系統(tǒng)所需的頻率信號，阻帶范圍內抑制噪聲及無用頻率信號。

作為本發(fā)明進一步的方案：用Matlab軟件對FIR濾波進行仿真，仿真窗函數采用kaiser窗，kaiser窗是高級窗函數，由零階貝塞爾函數I₀(x)構成，修改β的值來改變主瓣的寬度和旁瓣的衰減度。

作為本發(fā)明進一步的方案：對于各個帶寬的FIR濾波器仿真，使用高階濾波，輸入FIR濾波結構的數據個數大于FIR濾波系數個數。

作為本發(fā)明進一步的方案：可變中頻帶寬通過查表快速切換。

與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提供一種可變級數的網絡分析儀濾波算法，采用N級CIC濾波器和FIR濾波器結構；N級CIC濾波相比單級CIC濾波，通帶頻率范圍減少，旁瓣衰減更多；對噪聲的抑制更強，從而減少噪聲對有用信號的干擾；采用FIR高階濾波器，濾波形狀有很多清晰的旁瓣并確保帶寬的一半處衰減3db；總之，一種可變級數的網絡分析儀濾波算法與傳統(tǒng)的濾波算法相比提供軌跡噪聲小，帶外抑制衰減增多，數據掃描速度更快的濾波器，適用于大部分的矢量網絡分析儀數字濾波器的設計。

附圖說明

圖1為本發(fā)明多速率信號接收機結構圖。

圖2為本發(fā)明N級CIC濾波器結構圖。

圖3為本發(fā)明1k濾波器波形圖。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本專利的技術方案作進一步詳細地說明。

如圖1、2和3所示，本實施例提供一種可變級數的網絡分析儀濾波算法：包括以下內容：