[发明专利]宽带带通滤波器系统及方法

权利要求书

1.宽带带通滤波器系统，所述系统包括：采样单元，用于采集原始信号；带通滤波单元，用于提取信号的基波信号；零相位滤波单元，用于接收第一带通滤波单元的输出信号，并对其进行二次滤波；第一控制单元，用于对基波滤波单元的幅频特性曲线进行拟合，得到幅值增益与频率的关系，进行幅值补偿；其特征在于，所述系统还包括：信号预处理单元；所述信号预处理单元设置于采样单元于带通滤波单元之间；所述信号预处理单元对原始信号进行预处理，得到预处理信号，将预处理信号发送给带通滤波单元；所述信号预处理单元对原始信号进行差分调频，所述差分调频是指将差分序列直接作为调制信号调频于载波之上形成调频信号；其中所述调频信号为：signal(t)＝Acos(sinω0t+cosB∫c(t)dt)，0≤t≤T；其中调制信号c(t)为：Acos(ω0t+B∫dt)；其中，T为s(t)的时间长度，ω0为中心频率，B为调制指数，x_n为长度为N的差分序列，差分序列中的每个码元占用的调频时间为T0＝T/N，u(t)为阶跃函数；r(t)为斜坡函数，是u(t)的积分结果。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述差分序列为：S_n+1＝cos(sinωarccos(S_n))，-1＜S_n＜1，当取参数取值S_n为＝0.65，给定第一个种子S₀＝5，生成一个差分序列；在此基础上，再根据式：s(t)＝Acos(sinω0t+cosB∫c(t)dt)，其中，0≤t≤T的差分调频方式生成一个差分调频信号，其中参数T、ω0、B和N可根据实际通信速率、误码率和通信距离调整，取值为：信号时间长度T在2.0s～10.0s之间，中心频率ω0小于1000Hz，信号带宽B在60Hz～290Hz之间，差分序列长度N在75～4100之间。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：低次谐波带通滤波单元，用于提取预处理信号中的2-5次谐波；第二控制单元，用于对低次谐波带通滤波单元幅频特性曲线进行拟合，得到幅值增益与频率的关系，进行幅值补偿；切比雪夫II型滤波单元，用于提取预处理信号中的6次及以上次谐波。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第二控制单元与第一控制单元结构一致，或直接使用第一控制单元，控制参数根据具体要求需要修改；所述系统还包括：零相位滤波单元；所述零相位滤波单元包括现场可编程门阵列和控制单元，所述现场可编程门阵列采到实测信号后，存入一段缓存区内传送给控制单元，所述对预处理信号进行一次连续滤波，选取最新的多个点存入缓存区中，进行反转。

5.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一个种子以Δ＝4为步长，产生一系列种子，从而生成一系列差分调频信号；求取差分调频信号的互相关，优选出两两互相关值小于0.15的M个差分调频信号，组成了信号集合；M取值为512～4096，由于采用信号组合并行发送方式，需要确定组合信号的个数r，r的取值为1～10。

6.一种基于权利要求1至5之一所述宽带带通滤波器系统的宽带带通滤波方法，所述方法执行以下步骤：采样单元，采集原始信号；带通滤波单元，提取信号的基波信号；零相位滤波单元，接收第一带通滤波单元的输出信号，并对其进行二次滤波；第一控制单元，对基波滤波单元的幅频特性曲线进行拟合，得到幅值增益与频率的关系，进行幅值补偿；其特征在于，所述方法还执行以下步骤：在采样单元和带通滤波单元之间设置信号预处理单元；信号预处理单元对原始信号进行预处理，得到预处理信号，将预处理信号发送给带通滤波单元；所述信号预处理单元对原始信号进行差分调频，所述差分调频是指将差分序列直接作为调制信号调频于载波之上形成调频信号；其中所述调频信号为：signal(t)＝Acos(sinω0t+cosB∫c(t)dt)，0≤t≤T；其中调制信号c(t)为：Acos(ω0t+B∫dt)；其中，T为s(t)的时间长度，ω0为中心频率，B为调制指数，x_n为长度为N的差分序列，差分序列中的每个码元占用的调频时间为T0＝T/N，u(t)为阶跃函数；r(t)为斜坡函数，是u(t)的积分结果。