filtro in matlab

[corgan83]

Salve a tutti, sono alle prese con un problema di filtraggio di un segnale reale passa-banda; in particolare il segnale è un chirp con portante 4.5 GHz ed una banda di 10MHz, ed è contenuto in uno spettro [0 10] GHz.

In generale, la portante del mio segnale potrebbe anche cambiare, ma comunque sarà contenuta in una banda [4 6] GHz.

Per il lavoro che sto facendo, ho bisogno di filtrare questo segnale; per cui pensavo di utilizzare il tool: fdatool di matlab per costruirmi il filtro passa-banda (in sostanza farmi calcolare i coefficienti ).

Così ho fissato come specifiche:

Response Type ----> Bandpass
Design Method ----> FIR, Butterworth, Equiripple
Filter Order ----> Minimum order
Density Factor ----> 20
Frequency Specifications
Fs = 20 GHz
Fstop1 = 3.9 GHz
Fpass1 = 4 GHz
Fpass2 = 6 GHz
Fstop2 = 6.1 GHz

Magnitude Specifications
Astop1 = 40 dB
Apass = 1 dB
Astop2 = 40 dB

Così facendo è stato creato un filtro FIR di ordine 284, il che mi sembra "leggermente" eccessivo, no?
Non sono molto esperto di filtri, ma secondo voi ha senso eseguire simulazioni con un filtro del genere?

Visto che per ora il mio unico scopo è filtrare nella banda [4 6] GHz, come posso modificare i parametri per avere un qualcosa di più utile? ed eventualmente prossimo alla realtà?

grazie mille a tutti

[DirtyDeeds]

Visto che per ora il mio unico scopo è filtrare nella banda [4 6] GHz, come posso modificare i parametri per avere un qualcosa di più utile?

Cioè, fammi capire, tu vorresti fare un filtro digitale per la banda (4-6) GHz ?!

[corgan83]

Si. Ci sono troppe complicazioni?

Ho bisogno di tagliare tutto ciò che sta al di fuori di questa banda .... per ora, per le simulazioni, ci sta solo rumore, in futuro potrebbero esserci altri disturbi di qualsiasi genere che devo assolutamente eliminare.

Spero sia fattibile la cosa

[dimaios]

Mi permetto di osservare che hai previsto una Fs pari a 20 GHz.
Il chirp ti serve per l'identificazione del canale di trasmissione ?
Penso che sia meglio riportare il segnale in banda base tramite demodulazione prima di fare qualsiasi cosa.
Poi magari ne parliamo.

[corgan83]

Fs=20 GHz, perché lo spettro complessivo che devo considerare va da 0 a 10 GHz, perciò ho settato Fs=20GHz. Che poi la banda utile per i miei segnali è 4-6 GHz è un'altra cosa; io comunque devo poter prevedere dei disturbi esterni a questa banda che devono essere eliminati.
Magari è difficile che me ne ritrovi uno superiore a 6 GHz, però comunque devo portarlo in conto ora, no?

Comunque il chirp mi serve per altri scopi in fase di processing.
Non posso portare ora il segnale in banda base, perché in questa fase della catena, per le simulazioni che sto facendo suppongo di non conoscere ancora la portante; (l'ho fissata a 4.5 GHz per eseguire dei calcoli, ma in generale non conoscerò la portante del segnale che arriva dall'antenna), l'unica cosa che so ora è che il mio segnale occuperà una banda molto stretta all'interno di 4-6 GHz, perciò per prima cosa, pensavo di filtrare questa banda su uno spettro complessivo di 0-10 GHz; poi dopo andrò a fare altre operazioni per risalire al mio segnale all'interno di questa banda più piccola.

Mi rendo conto che è un po' complicato da capire,

Volendola sintetizzare ancora, sono difronte ad un segnale che viene da un'antenna, del quale non conosco la portante, ma so di certo che sarà compreso in una banda 4-6 GHz. Come devo progettare il filtro per filtrare solo questa banda? Su uno spettro complessivo che va da 0-10 GHz?

Ammesso che sia fattibile la cosa ..... anche perché non so se sul mercato esistano filtri in grado di soddisfare queste specifiche

[DirtyDeeds]

Scordati di fare un filtro digitale a quelle frequenze. In commercio trovi dei moduli campionatori che arrivano a qualche decina di GHz, ma secondo me non costano meno di qualche decina di migliaia di euro. E poi vorresti fare il filtraggio in real time?

Filtro analogico e amen.

[dimaios]

Mi rendo conto che è un po' complicato da capire,
(

Non e' difficile capire il problema, secondo me e' la soluzione proposta a non essere plausibile.
A mio avviso sarebbe piu' adatto un filtro analogico come suggerito da DirtyDeeds seguito da una tecnica per l'identificazione della frequenza della portante,demodulare arrivando in banda base per poi applicare un filtro digitale per affinare il signal processing.
Anche con una banda di 10MHz filtrare digitalmente potrebbe non essere banale per vari motivi tra i quali il numero di bit reali del convertitore A/D e la robustezza nei confronti del rumore l'obiettivo con le dovute cautele e' comunque perseguibile.

[corgan83]

OK. grazie ad entrambi del supporto

Ora inizio a vedere come simulare in matlab un filtro analogico che rispetti i miei requisiti.

Ci aggiorniamo nei prossimi giorni.

[DirtyDeeds]

Lascia stare matlab, per adesso, e rispondi a queste tre domande:

1) hai idea della tecnologia utilizzata per realizzare filtri in microonda (microstriscie, risonatori ecc.)?
2) Il filtro è solo una parte necessaria per il lavoro o è il lavoro?
3) Avete un analizzatore di reti a microonda vettoriale e lo sai usare?

Se le risposte sono no/parte/no, lascia stare il progetto del filtro. Ci sono un sacco di ditte che progettano dispositivi a microonda: cerca nei loro cataloghi e se non trovi fatti fare un progetto custom.

[corgan83]

La risposta è come l'hai data tu.
Ho dato un rapido sguardo in giro e mi sono accorto che quando si inizia a salire in frequenza si usano filtri a microonde che basati su linee di trasmissione singole oppure linee di trasmissione accoppiate e cavità risonanti; o ancora, si usano filtri al cristallo basati su risuonatori al quarzo....

Il filtro non è il lavoro.... è solo un modo, al momento per rendere più realistiche le mie simulazioni.
Sto considerando spettri molto ampi, con frequenze in gioco elevate, perciò devo trovare un modo per far si che in simulazione, tutto ciò che sta al di fuori delle bande di interesse, non venga considerato, da qui l'idea del filtraggio

Per quanto riguarda poi l'analizzatore, bhè, io non ho la più pallida idea di come funzioni, ne so se l'azienda ne dispone uno.... per ora, fortunatamente non credo che serva ... in realtà lo spero