[发明专利]一种超宽带线性相位滤波器优化方法

权利要求书

1.一种超宽带线性相位滤波器参数优化设计方法，其特征在于：该方法首先是分析滤波器的性能指标，建立网络的拓扑结构模型，然后以幅频特性，相位特性为优化目标，得到一个约束目标优化问题，最后利用最小二乘算法对约束目标优化问题进行求解，通过优化计算获得具有各种特性最优解集供设计者选择。 

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分析滤波器的性能指标，建立网络的拓扑结构模型。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，得到约束目标函数优化问题并求解的方法步骤为： 

数学上以目标函数作为评价设计性能优劣的标准。通过调整设计变量使目标函数逐步达到最大或最小，这是优化设计的实质。对于改进后的线性相位滤波器来说，目标函数包含两部分，即幅频和相频两部分。 

1)建立幅频特性目标函数 

对滤波器幅频特性的优化是在各频率点上分别进行的，然后求和，目标函数S₁(X)可以写为 

其中，V₀(X，ω_k)是输出电压，是输出电压的理想值；W₁(ω_k)是各频率采样点ω₁，ω₂，ω₃…ω_n上的权重函数；X是元件参数，也就函数中的设计变量，X＝(x₁，x₂，x₃，…x_n)^T。 

2)建立相频特性目标函数 

对于滤波器相频特性的离散目标函数S₂(X)可定义为 

W₂(ω_k)是相频的权函数。为输出的相位，它是输出电压的反正切函数。 

总目标函数S(X)是幅频特性函数和相频特性函数之和。即 

S(X)＝S₁(X)+S₂(X)        (3) 

确定总目标后，对此目标函数利用MATLAB中的最小二乘法进行优化。最终可以确定中频滤波器元件值。 

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，构造二阶延迟均衡器，此均衡器有两个设计参数ω_r和Q。ω_r为峰值处的频率，Q为滤波器的品质因数，把电容耦合谐振滤波器和二阶时延滤波器设计好了以后，把二者串联在一起，可构成中频滤波器。 

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，进行阻抗变换，同时将滤波器两边的电感由并臂转换成串臂，并在电感上并联一个电容，电容的值为0(经过优化后可以得到新的数值)。