[發明專利]一種聲波濾波器帶通域直接綜合設計方法

在審

• 申請號: 202110725043.6
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113541644A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 王亞寧;趙洪元
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十五研究所
• 主分類號: H03H17/00
• 分類號: H03H17/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 熊玉瑋;吳樹山

1.一種聲波濾波器帶通域直接綜合設計方法，其特征在于，

根據聲波濾波器指標要求確定濾波器階數及拓撲結構；

將低通域切比雪夫函數轉換為帶通域切比雪夫多項式；

根帶通濾波器零點位置以及帶通域切比雪夫多項式計算出傳輸多項式、反射多項式，并構造分母多項式；

根據傳輸多項式、反射多項式，分母多項式計算聲波濾波器輸入阻抗；

根據聲波濾波器輸入阻抗及輸入導納逐階提取BVD模型參數；

根據逐階提取得到的BVD模型參數仿真聲波濾波器頻率響應曲線。

2.根據權利要求1所述一種聲波濾波器帶通域直接綜合設計方法，其特征在于，所述聲波濾波器指標要求包括階數、中心頻率、帶寬、回波損耗、帶外零點位置。

3.根據權利要求1所述一種聲波濾波器帶通域直接綜合設計方法，其特征在于，依據低通和帶通的映射關系將低通域切比雪夫函數轉換為帶通域切比雪夫多項式，Ω為帶通域，ω為低通域中的頻率，ω_L和ω_H分別為聲波濾波器低通域的通帶左邊帶和右邊帶，ω_c為聲波濾波器低通域的中心頻率，

4.根據權利要求3所述一種聲波濾波器帶通域直接綜合設計方法，其特征在于，所述帶通域切比雪夫多項式為：ω_n為帶通濾波器的n階零點。

5.根據權利要求4所述一種聲波濾波器帶通域直接綜合設計方法，其特征在于，所述傳輸多項式、反射多項式根據帶通域切比雪夫多項式G(ω)以及計算，P(ω)為傳輸多項式，F(ω)為反射多項式，再根據傳輸多項式、反射多項式，運用交替極點法構造分母多項式E(ω)。

6.根據權利要求5所述一種聲波濾波器帶通域直接綜合設計方法，其特征在于，所述聲波濾波器輸入阻抗z_in(ω)為：聲波濾波器輸入導納y_in(ω)為：y_in(ω)＝1/z_in(ω)，S₁₁(ω)為濾波器的反射系數，θ₁₁為S₁₁的相角。

7.根據權利要求6所述一種聲波濾波器帶通域直接綜合設計方法，其特征在于，所述根據聲波濾波器輸入阻抗及輸入導納逐階提取BVD模型參數的具體方法為：對于等效電路中的第一個諧振器為串聯諧振器的聲波濾波器，從步驟A開始重復執行步驟A和步驟B直至完成各階BVD模型參數的迭代計算；對于等效電路中的第一個諧振器為并聯諧振器的聲波濾波器，從步驟B開始重復執行步驟B和步驟A直至完成各階BVD模型參數的迭代計算；

步驟A，根據第一個串聯諧振器的傳輸零點ω₁將聲波濾波器輸入阻抗z_in(ω)表示為：z₁(ω)為從第一個并聯諧振器輸入端位置等效的輸入阻抗，再根據第一個串聯諧振器的BVD模型等效阻抗得到L_a1＝1/K₁，C_a1＝ω₁/K₁，然后根據從第一個并聯諧振器輸入端位置等效的輸入阻抗z₁(ω)的傳輸零點ω₂確定C₀₁＝imag(z_in(ω₂))，其中，L_a1、C_a1為第一個串聯諧振器BVD模型中與機械相關的動態電感、動態電容，C₀₁為第一串聯諧振器BVD模型中的靜態電容；

步驟B，根據第一個并聯諧振器的傳輸零點ω₂將第一個并聯諧振器的輸入導納y₁(ω)表示為y₂(ω)為從第二個諧振器電路元件C₀₂輸入端位置等效的輸入導納，再根據第一并聯諧振器BVD模型等效導納得到L_a2＝1/K₂，C_a2＝ω₂/K₂，然后根據從第一并聯諧振器BVD模型中的靜態電容C₀₂輸入端位置等效的輸入導納y₂(ω)的傳輸零點ω₃確定C₀₂＝imag(y₂(ω₃))，L_a2、C_a2為第一并聯諧振器BVD模型中與機械相關的動態電感、動態電容。