Abstrakt

Rozprawa doktorska jest wynikiem pracy nad projektowaniem i implementacją cyfrowych filtrów specjalnych z opóźnieniem ułamkowym za pomocą jednostopniowego przestrajalnego, nierekursywnego filtru o strukturze Farrowa. Założone cele pracy, sformułowane na str. 2, zostały osiągnięte. Wszystkie opisane w pracy filtry zaimplementowano w środowisku obliczeniowym MATLAB i przebadano w celu weryfikacji ich właściwości. Pokazano, że wszystkie przedstawione w niniejszej pracy filtry można zaprojektować wykorzystując jednostopniowy filtr ułamkowo-opóźniający o strukturze Farrowa. W ten sposób potwierdzono tezę niniejszej rozprawy doktorskiej. Również pokazano, że dzięki zastosowaniu jednostopniowych filtrów zagregowanych, łączących funkcję filtracji np. hilbertowskiej z funkcją ułamkowego opóźnienia przetwarzanego sygnału, można uzyskać filtry efektywniejsze, tzn. wprowadzające mniejsze opóźnienie transportowe oraz posiadające mniejszy błąd aproksymacji charakterystyki częstotliwościowej, pozbawione efektu zawężania pasma przenoszonych częstotliwości typowego dla rozwiązań dwustopniowych - kaskadowych.W rozprawie zaproponowano i zrealizowano programowo samo-nastrajalny estymator ułamkowego opóźnienia między-próbkowego między sygnałami sinusoidalnymi odebranymi z dwóch oddalonych przestrzennie odbiorników. W tym celu wykorzystano nowatorską koncepcję zagregowanego filtru Hilberta o zmiennym opóźnieniu ułamkowym, nazwanego tu skrótowo FDHTF, pracującego w pętli sprzężenia zwrotnego. Dotychczasowe rozwiązania tego problemu oparte były na zastosowaniu kaskady dwóch filtrów: filtru Hilberta oraz filtru ułamkowo-opóźniającego. Pokazano, że zagregowany FDHTF wprowadza mniejsze opóźnienie transportowe i posiada pasmo dobrej aproksymacji opóźnienia grupowego szersze niż dla rozwiązania dwustopniowego. Implementacja bardzo krótkiego filtru i jednocześnie uzyskanie bardzo wysokiej dokładności stało się możliwe dzięki zastosowaniu aproksymacji maksymalnie płaskiej do obliczenia współczynników pod filtrów w strukturze Farrowa i skorzystaniu z wąskopasmowości przetwarzanego sygnału. Przedstawione rozwiązanie ma mniejszą złożoność numeryczną w porównaniu z rozwiązaniami o tej samej funkcjonalności i performancji znanymi z literatury.Na podstawie opracowanego w rozprawie nowego podejścia do syntezy filtrów specjalnych o zmiennym opóźnieniu ułamkowym pojawiają się nowe możliwości zastosowań zaproponowanych tak zadaniowo zagregowanych filtrów FIR wszędzie tam, gdzie pożądana jest, i krytycznie niezbędna, szybka reakcja (krótki czas zwłoki), jak synchronizacja modemów w telekomunikacji, pętla sprzężenia zwrotnego w automatyce, jak również pomiar szybkozmiennych, skrajnie małych opóźnień w nawigacji lotniczej i rakietowej.

Autor (1)