面向无线通信应用的低通数字滤波器设计讲义

低通滤波器是构建数字信号处理系统（如无线电与雷达）的基本模块。电磁频谱中的信号跨越所有时间尺度/频率，并用于以极窄或极宽带宽发射和接收极长或极短脉冲。时间/频率敏捷性是优化频谱利用（即抑制干扰并增强传播）的关键，而低通滤波是在该域中进行机动操作的底层数字机制。通过增大和减小低通滤波器的带宽，从而减小和增大其脉冲持续时间，工程师可以在频率与时间之间转移能量集中。下文描述并解释了构建此类组件的简单过程。本讲义是一门短期课程的一部分，旨在帮助近期工程毕业生为此目的设计低通数字滤波器；这些毕业生在求学期间已接触过该主题，且如今对通过电磁频谱发送和接收信号（例如无线通信（即无线电）与遥感（如雷达）应用）感兴趣。理解该材料的最佳方式是使用接收机和/或发射机以及软件定义无线电开发套件与频谱进行交互，这为实验提供了便利平台。幸运的是，射频频谱中的无线通信是阐释电磁频谱中波形敏捷性的理想应用。在第一部分和第二部分中，介绍了数字低通滤波器的理论基础，即信号与系统理论；在第三部分中，将其应用于无线电通信问题，并用于在时间或频率上集中能量。