无源网络相频特性的优化算法及实现

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无源网络是电子与通信设备中常用的关键性器件,当前数字通信的迅速发展,对无源网络相频特性的要求越来越高,然而相频特性和幅频特性之间又存在着矛盾,如何在通带得到较好的群时延特性,同时在阻带获得较大的衰减一直是各国相关的科学工作者探讨和研究的课题。以往解决的途径主要从网络理论入手,经过几十年的努力,技术已经成熟,目前进展很慢。 70年代初期产生了电路优化技术,可以对网络的幅频特性进行优化,此项技术被不断的改进和完善,可以解决许多现代通信技术非常需要的而利用传统的理论方法难以实现的无源网络的设计问题。但是对相频特性的优化至今还没有见到。 本课题是国家自然科学基金项目“一种全新的无源网络设计理论和实现方法”的一部分,它利用电路优化技术代替传统的网络综合设计对无源网络的幅频特性和相频特性同时进行优化,而这之前已经做了大量的前期工作,对幅频特性的优化已经取得比较好的结果。而对相频特性优化的目的是要在通带内获得平坦的群时延特性。由于群时延是相位对频率的导数,所以对它进行优化,难度很大。 本文提出了优化无源网络元件参数,使其频率-相位曲线逼近一条理想直线的方法。该方法首先在频率-相位坐标上确定一条直线,作为理想曲线的初值。然后优化元件参数,使相位曲线向这条直线逼近,得出新的元件值。再由新的元件值得到新的理想相位曲线。重复上面的过程,直到获得最佳元件参数为止。 实例证明本方法取得了良好的效果。
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