高精度延迟滤波器的多级插值设计方法

摘要

本发明涉及卫星导航信号模拟器的精密延迟信号产生技术。针对高倍率数字延迟滤波器的难以实现的问题，提出利用多个滤波器相互插值的设计方法得到精密时延滤波器。首先，根据滤波器的需求确定插值因子，分配滤波器参数和设计滤波器，再将滤波器进行相互插值得到所需设计的滤波器。

主权项

1.高精度延迟滤波器的多级插值设计方法，其特征在于：采用多个滤波器相互插值的设计方法得到精密时延滤波器，该方法包括以下几个步骤：(1)确定两级插值因子对于插值倍数M₀很大的情况，可以选取两级插值因子M₁、M₂，满足M₀＝M₁M₂。M₁、M₂的选取方法满足互质关系，大小相差不大；(2)分配滤波器参数根据两级插值因子分配情况和最终要求的超长阶滤波器特性确定，设计M₁倍插值滤波器和M₂倍插值滤波器的参数，设数字基带信号对应的采样频率为f_s，信号带宽为B，两级插值因子分别为M₁、M₂，则M₁倍插值滤波器设计参数设计如下：通带频率和阻带频率为：$f_{\mathrm{PASS}1}=\frac{B}{M_1{f}_s},$$f_{\mathrm{STOP}1}=\frac{f_s-B}{M_1{f}_s}$过渡带宽BW₁为：BW₁＝f_STOP1-f_PASS1M₂倍插值滤波器设计参数设计如下：通带频率和阻带频率为：$f_{\mathrm{PASS}2}=\frac{B}{M_2{M}_1{f}_s}$$f_{\mathrm{STOP}2}=\frac{M_1{f}_S-B}{M_1{M}_2{f}_s}$过渡带宽BW₂为：BW₂＝f_STOP2-f_PASS2(3)设计低倍率插值滤波器利用MATLAB滤波器设计工具，根据第二步得到的通带、阻带频率和过渡带宽，得到M₁倍插值滤波器和M₂倍插值滤波器(4)多级插值设计将看作信号，对其进行M₂倍插值，插值的方式为在相邻两个数之间插入M₂个零，插值后滤波器1变为h′_M1(n)，h′_M1(n)＝h_M1(1)，0，...0，h_M1(2)，0，...，0，h_M1(3)，......，h_M1(M₁)用h_M2(n)对h′_M1(n)进行滤波，得到最终的高阶滤波器h_M0(n)h_M0(n)＝h′_M1(n)×h_M2(n)，*表示卷积运算由于和均为有限时长序列，也必是有限时长序列，其长度为：$N_{M_0}=M_2(N_{M_1}-1)+N_{M_2}$其中分别是两个滤波器的长度，上述设计结果，就是所要的M₀倍插值滤波器。