联邦滤波器理论研究

应用矩阵理论和信息分配原理导出集中卡尔曼滤波、分散化滤波和联邦滤波之间的等价关系，证明联邦滤波器的全局滤波精度和集中卡尔曼滤波的滤波精度相同，并用信号流程图直观清晰地说明联邦滤波比分散化滤波结构更简单，计算量小。提出一种动态最优信息分配系数确定的方法，该方法使联邦滤波局部滤波器的设计也成为最优，并从理论上证明其具有最高的软故障检测灵敏度。     

后台阶流动的数值模拟

访述了大涡模拟的基本思想，指出大涡模拟的效率主要取决于四个因素，即流动中须有大尺度涡存在、合理的计算格式、合适的滤波器和亚格子应力模型。在深入考虑粘性不可压缩流Navier—Stokes方程各个子项作用的基础上，提出二阶全展开Euler—Taylor—Galerkin有限元方法作为大涡模拟的离散格式，并采用Gauss滤波器，对典型算例——后台阶处的流动进行大涡模拟，计算结果与相关文献符合的很好。从计算结果还可以看出大涡模拟与二阶全展开ETG有限元方法的结合在捕捉涡系及反映涡动时变过程方面具有明显的优势，说明大涡模拟适合于边界几何形状复杂区域流动的模拟。同时应用二阶全展开ETG有限元方法对低雷诺数粘性不可压缩后台阶流动进行了计算，得到与相关文献符合良好的计算结果，即该方法也可独立用于对低雷诺数粘性不可压缩流动的计算。     

SINS/GPS/DVL组合导航系统的容错研究

结合SINS／GPS／DVL组合导航系统各子系统的特点，提出了一种新的容错设计方案。此方案采用并列运行的滤波器族结构，该结构可以提供不受污染的最优解，且具有容错性好和系统输出数据热备份等优点。仿真结果表明，此方案既可有效地监测和隔离系统故障，同时保证了系统的精度。     

初始装订姿态误差对Kalman滤波器陀螺漂移估计的影响分析

探讨了动基座对准中的一个新的问题，初始装订姿态误差对Kalman滤波器估计陀螺漂移的影响，对该问题进行了试验和仿真。结果表明，利用速度匹配进行初始对准，初始装订姿态误差对两个水平陀螺漂移的估计值产生的影响，主要来自于系统初始装订姿态的精度和Kalman滤波器系统模型的精度，如果要保证滤波器足够的估计精度，应该首先从系统模型上解决。     

用于铯芯片级原子钟的4.596 GHz射频源研制

芯片级原子钟主要包括射频模块、物理封装模块以及其他的外围控制模块。射频模块的设计关系到芯片级原子钟的短期稳定度,所以射频模块在芯片级原子钟的设计时是非常重要的一部分。本文利用数字锁相环技术实现频率为4.596 GHz的射频源,射频源由三部分组成,包括小数分频频率综合器、压控振荡器和环路滤波器。数字锁相环具有相位噪声低,频谱稳定度高等特点。此外,由于小数分频频率综合器是可编程的,可以通过配置N分频器与R分频器实现输出频率的快速扫描。与此同时,根据相关公式,可以计算出三阶无源环路滤波器的近似参数值,所设计的环路滤波器具有300 kHz的环路带宽以及55的相位裕度。最后,整个基于数字锁相环技术实现的射频源通过仿真、硬件实现以及测试。测试结果显示,射频源的相位噪声为-74.02 dBc/Hz@300 Hz,符合芯片级原子钟射频源的设计要求。     

自适应滤波技术在扩频通信系统抗窄带干扰中的应用

自适应滤波技术在扩频通信窄带干扰抑制的应用中,需要一种快速收敛的自适应算法以便能跟踪快速变化的干扰信号。文章提出将基于LSL自适应算法的格型滤波器应用于直接序列扩频通信系统中。仿真结果表明,LSL自适应算法在线性预测中具有快速收敛特性,并且在收敛过程中具有数值稳定性,从而显著改善了系统的抗窄带干扰能力。     

0.18μm CMOS Σ-Δ ADC用数字抽取滤波器设计

采用标准0.18μm CMOS工艺,设计了一种应用于UHF RFIDΣ-Δ模数转换器的数字抽取滤波器,并完成其前后仿真、逻辑综合、布局布线及版图实现等全流程.该滤波器主要实现滤波和降采样功能,由梳状滤波器、补偿滤波器和半带滤波器级联组成.合理选择各级滤波器的结构、阶数并采用规范符号编码(CSD)对其系数进行优化.仿真结果表明:采样频率为64MHz,过采样率为32的二阶Σ-Δ调制器的输出1位码流经过该滤波器滤波后,信噪比达到53.8dB;在1.8V工作电压下,功耗约为15mW.版图尺寸0.45mm×0.45mm,能够满足RFID中模数转换器的要求.     

面向LTE-A的高性能低复杂度数字前端滤波器

LTE-A(Long Term Evolution-Advanced)以其优异的性能,成为未来4G的通信标准.然而LTE-A指标要求数字前端滤波器不仅要有很窄的过渡带,还要有很低的通带纹波,使数字前端滤波器的复杂度显著提升.采用基于频率屏蔽响应技术的FRM(frequency-response masking)滤波器,通过对其插值因子、滤波长度和纹波幅度的优化,实现了满足LTE-A性能的低复杂度前端数字滤波器.仿真结果表明,在LTE-A标准下,当带宽为1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz和20MHz时,FRM滤波器的复杂度分别为68、79、87、87、87和87.与传统FIR滤波器相比,此FRM滤波器复杂度降低约50%,性能也优于FIR滤波器.     

新型缺陷地结构带阻滤波器

提出一种W型缺陷地结构(WDGS)单元,该WDGS单元性能优越,结构简单,便于加工。将该单元结构应用于带阻滤波器设计中,有效地提高了滤波器的阻带特性并减小了滤波器的尺寸。详细分析了WDGS单元几何参数对频率和带宽的影响。将三个相同WDGS级联,有效地增大了带阻滤波器的带宽并提高了其对信号的抑制效果。结果表明:该带阻滤波器在2.6~3.4 GHz,对信号的抑制从–25 dB到–37 dB。     

基于方形环谐振器的双模宽带滤波器设计

基于微带方形环谐振器,采用一种新的微扰方式来实现奇偶模分裂,并对其模式分裂机制进行分析。采用阶梯阻抗微带线结构实现输入/输出与双模谐振器之间的强耦合,构成了宽带带通滤波器。测试结果表明,该滤波器中心频率为4.9 7 G H z,通带内最小插损为1.3 3 d B,3 d B相对带宽为2 4.7 5%,并且具有准椭圆函数响应,改善了阻带抑制特性。