传统多光谱关联成像技术的发展受限于系统结构复杂和数据量大。为提高多光谱图像的复原效率，本文提出了余弦编码复用多光谱关联成像技术。将具有确定频率的余弦结构编码与正交Hadamard基图案复用为结构光对目标场景进行调制照明，并用一个宽带光电倍增管收集后向散射信号。在复原过程中，基于余弦编码的傅里叶频移特性可将多通道光谱混叠信息由空间域转换到频率域进行解码分离，最终复原出目标场景的多光谱图像。通过仿真分析了理想低通滤波器、高斯低通滤波器和巴特沃斯低通滤波器对多光谱图像复原质量的影响，并将所提方法与传统方法进行了对比实验。结果表明：所提方法能有效提高多光谱信息的获取效率，缩短图像重建时间；频域滤波时，选用高斯低通滤波器比理想低通滤波器、巴特沃斯低通滤波器更具优势。

海洋重力测量数据中含有大量高频噪声, 需要采用低通滤波器来提取实际的重力异常信息。该文结合实测的海洋重力数据研究了低通滤波器截止频率和滤波器长度的确定方法, 设计了不同窗函数的有限脉冲响应(FIR）低通滤波器。经海洋重力测量数据处理试验结果表明, 汉宁窗和海明窗的FIR低通滤波器处理的重复线内符合精度和交叉点不符值中误差均优于0.5 mGal(1 Gal=10-2 m/s2）, 可满足海洋重力测量要求。

在小型无人直升机领域, 激光陀螺捷联惯导不仅用于导航, 而且用于飞行姿态控制, 对激光陀螺捷联惯导的导航精度和实时性都有较高要求。而传统的高阶有限脉冲响应(FIR)低通滤波器对激光陀螺惯性测量单元(IMU)输出信号滤波后会产生较大的时间延迟, 使得滤波后信号难以满足系统姿态控制的要求。为了兼顾测量精度和响应时间, 研究了一种最小均方(LMS)自适应陷波器与低阶FIR低通滤波器相结合的滤波方法, 并在其中引入了无限脉冲响应(IIR)窄带滤波器, 解决了抖频参考信号的获取问题。理论分析和试验结果表明: 该方法不仅能有效消除抖动偏频信号和外界高频噪声的影响, 而且可以显著缩短延迟时间至2 ms, 具有很高的工程实用价值。

针对光纤非线性补偿中低通滤波器对数字后向传输(DBP)算法复杂度与补偿精度的影响，研究了256 Gb/s偏振复用16阶正交振幅调制(PDM-16QAM)信号在采用贝塞尔、高斯和巴特沃斯低通滤波器时的非线性补偿特性。实验结果表明：当步长较小时，3种低通滤波器对DBP算法影响基本一致；当步长较大时，高阶贝塞尔低通滤波器的性能最佳。此外，当低通滤波器阶数为1、3 dB带宽固定为8 GHz和步长大于40 km时，高斯低通滤波器比其它2种低通滤波器的Q因子高约0.1 dB。

为了解决图像增强时存在的过度增强、图像信息量不足、性能退化等问题, 本文提出了一种基于图像局部亮度平均值和全局对比度的图像增强算法。该算法根据图像局部亮度平均值来控制图 像的局部对比度, 并在全局部分采用局部与全局的对比度比例作为幂次变换的伽马值来进行图像增强。将图像分为低通滤波和高通滤波两部分, 低通滤波分量控制高通滤波分量的幅度以增加局部对 比度, 然后对低通分量以非线性的方式修改图像的局部亮度平均值, 并将其与处理后的高通分量进行融合。在对比实验中, 本文提出的算法比次优算法的清晰度提高了9.9%, 均方根误差(RMSE)提高 了16%。实验证明本文算法在图像增强过程中能提升图像的清晰度, 丰富图像细节, 满足图像增强算法的稳定性好、鲁棒性强、清晰度高等要求。

提出了一种具有宽带带外抑制的小型化微带低通滤波器。该滤波器由缺陷地结构和两阶阶跃阻抗单元结构构成。利用ANSYS HFSS建立三维全波电磁模型并仿真优化, 仿真结果表明: 该低通滤波器的截止频率为1.4 GHz, 通带宽度为0~1.4 GHz, 通带内的插入损耗小于0.5 dB, 带外抑制频率范围为2.1~11 GHz, 在阻带范围内的带外抑制能力接近20 dB。为验证仿真和测试结果, 加工并测试了经全波电磁优化后的缺陷地结构微带低通滤波器。测试结果和仿真结果吻合得较好, 证明了所提出的缺陷地结构在实现滤波器小型化和宽阻抗带宽上有着重要的作用, 能够使该滤波器具有较好的低通滤波特性。

利用遮光阴影和频谱分析原理，对多种情况下的莫尔条纹表达式进行了分析和仿真验证，得到了两光栅圆心距和明条纹交点族序数对椭圆和双曲线莫尔条纹族形状的影响规律。研究结果表明，双曲线莫尔条纹族比椭圆莫尔条纹族更有利于识别与计量。基于同心圆光栅的透过率函数和计算全息，利用空间光调制器生成了同心圆光栅莫尔条纹，通过放大处理和选用合适的低通滤波器，得到了工程中应用比较广泛的双曲线莫尔条纹。

为解决传统分支线定向耦合器带宽较窄, 且应用到线性化器等微波元件中时受谐波信号影响较大的问题, 提出了一个宽带且带有谐波抑制功能的定向耦合器。该定向耦合器在双支节定向耦合器的基础上增加一个支节, 可有效地提高定向耦合器的带宽, 同时将其传输线支节替换为低通滤波结构, 以实现对高次谐波抑制的作用。仿真结果表明, 该定向耦合器的反射系数和隔离度均小于-15 dB, 传输损耗小于3.8 dB, 波动范围0.5 dB, 相位差为90°且与双支节耦合器相比增加1 GHz带宽。满足耦合器的设计指标, 可应用到微波元件中, 提高微波元件的性能。

太赫兹时域光谱技术可以为中药材鉴别与研究提供新方法。中药材对透射的太赫兹光波没有明显的特征吸收谱线, 但太赫兹光波与中药材物质的作用机理表现为一个与中药材种类及厚度有关的太赫兹光波低通滤波器。针对制备的中药材样品厚度很难标准化, 提出中药材样品厚度归一化数据处理方案。利用不同厚度样品的太赫兹透射光波电场强度采样数据, 拟合出标准厚度(1 mm)中药材样品的太赫兹透射光波电场强度数据, 进而计算出每种标准厚度样品对应的中药材低通滤波器的 3个参数 (α,β,γ), 实验结果证明了方案的可行性, 可以用来区分中药材的种类。

通过CCD相机成像模型讨论了成像链路各个环节对系统传递函数的影响, 分析了滤波器品质因数的增强效果、品质因数对信噪比的影响, 品质因数对多个像元影响, 分析表明：当相机光学部件及传感器确定之后, 可以通过设置合理的后端滤波电路品质因数来增强系统传递函数; 当滤波器的最佳品质因数设置值为1时, 成像系统在Nyquist空间频率处的传递函数能够提高32%.利用黑白条纹靶进行相机传递函数测试及信噪比测试, 试验结果表明, 调制传递函数增强滤波器在品质因数为1时可提高CCD成像相机的成像性能, 提高传递函数30%; 电路噪声抑制能力与通带内最平坦滤波器相当.