基于FPGA的FFT处理器设计

分析讨论了快速傅里叶变换(FFT)的算法结构,基于FFT运算特点,给出了一种采用现场可编程门阵列(FPGA)实现FFT运算的新方案。该方案采用基2算法及单元结构的设计思路,计算单元采用流水与并行结合的结构,加快了运算速度,内部接收单元采用乒乓RAM结构,扩大了数据吞吐量。MAX plusⅡ环境下的时序分析结果与基于Matlab的理论计算相一致,说明了方案设计的正确性。FPGA与FFT的结合将大幅度提高FFT的处理速度,扩大了FFT的应用领域。     

基于小波包分析的转子振动信号故障特征提取研究

针对处理转子振动故障时,FFT等传统方法不能很好地分析同一频率下不同类型故障并发的复杂信号的情况,提出采用小波包分析的方法并分离故障特征向量。通过对比FFT与小波包分析方法,可以明显看出小波包分析的先进性和有效性。     

振动传感器的随机校准方法

介绍了采用双通道FFT分析仪进行振动传感器随机校准的方法。校准系统采用2种方法，闭环控制，单振动台全频段校准。经理论分析和试验研究，其校准结果准确可靠。     

FFT在高动态扩频信号捕获中的应用

讨论了采用FFT算法实现高动态扩频信号快捕的一种方法。该方法根据帕斯瓦尔定理，以频域多点能量之和作为观测量，对伪码同步和载波多普勒频点位置进行判断，消除了数据符号跳变和栅栏效应对FFT分析的影响。实验结果表明，该方法可以很好地实现高动态扩频信号的捕获，并可以有效地节省硬件资源。     

FFT处理器的FPGA设计

在雷达信号处理中,FFT占有很重要的位置,其运算时间影响整个系统的性能。传统的实现方法速度很慢,难以满足雷达信号处理的实时性要求。针对这一现状,本文研究FFT算法的VHDL程序设计方法;讨论新一代大容量、高速FPGA实现FFT处理中的若干问题;时序分析结果与matlab计算结果相一致,验证了程序的正确性。利用FPGA实现FFT处理,运算速度非常快,可以满足需要高速处理的应用场合。     

GPS软件接收机的捕获与跟踪算法

研究了GPS软件接收机的捕获与跟踪算法。分析了时域串行滑动相关捕获算法和频域基于FFT的并行相关捕获算法,设计了适合GPS软件接收机的并行算法,实现了对空中可见卫星的捕获。针对GPS信号的特点,设计了基于DLL与PLL相结合方法的GPS跟踪算法。利用实测中频信号对上述捕获与跟踪算法进行了验证分析,测试结果表明,基于FFT的并行相关捕获算法能够有效增强软件接收机的捕获能力,采用DLL与PLL相结合的方法能够实现对GPS信号的有效跟踪。     

利用一维像序列时域差分估计目标进动频率

针对弹道目标识别中目标运动特征参数估计问题,提出一种一维距离像（HRRP）序列时域差分目标进动频率估计方法,该方法首先对一维距离像进行归一化处理,利用峰值法对齐相邻一维距离像,然后计算相邻一维距离像之间的差分值,获得相邻一维距离像差分值序列,最后采用快速傅里叶变换（FFT）从该差分值序列中估计目标进动频率。该方法具有以下优点：利用相邻一维距离像差分值序列能够增强目标进动频率成份,降低其他频率成份,更有利于进动频率的估计;只需要对齐相邻2个一维距离像,而避免了对齐一维距离像序列所带来的问题。利用由FEKO软件计算的进动目标宽带一维距离像仿真数据进行了实验,结果表明所提方法比常规的加权累积法更有效,估计精度更高。     

一种基于FFT的GPS信号快捕算法

提出了一种利用1024点的FFT模块来实现快速捕获GPS卫星信号的具体实现方法;并利用这种快速捕获方法,对真实采集的GPS信号进行捕获,验证了该方法的可行性。在硬件中采用这种方法,可以利用较少的硬件资源来对GPS信号实现快速捕获。     

超分辨距离-多普勒成像的动态优化方法

提出了超分辨距离多普勒成像的动态优化方法,基本思想是利用正则化图像重建方法及动态优化算法求出雷达目标反射率的最小二乘估计。还利用FFT大大提高了动态优化算法的计算效率。用B-52飞机缩比金属模型微波暗室转台实验数据和Boeing-727飞机外场实测数据进行成像的初步结果表明,采用超分辨成像方法可以获得更高的图像分辨力;或用较小的信号带宽和成像总转角,可以获得相同质量的图像。进一步研究发现,如果能充分利用成像区域中更多的先验信息,动态优化方法可望能提供更好的分辨性能。     

桨扇近场噪声的FFT算法

Hanson的升力而理论是进行桨扇近场谐波噪声预测的最有效的方法,在Hanson的原始公式中,对波数的无穷积分非常复杂。本文介绍一种利用快速傅立叶变换(FFT)计算Hanson公式的方法,通过一次FFT就可以得到平行桨扇轴线任一表面上的噪声分布。本文详细讨论了FFT算法的计算公式和计算中的技术问题。通过对桨扇噪声的实际计算表明,这种方法非常适应于桨扇噪声分布场的计算和分析,计算结果与实验值相符。     

一种基于波形的距离扩展目标检测方法

针对高分辨率雷达距离扩展目标检测问题,提出了一种基于一维距离像波形的距离扩展目标检测器。分析了目标一维距离像的波形特点,对一维距离像的离散序列进行FFT变换,获得变换后的低频分量平均值与高频分量平均值的比值,以其中最大的比值作为检测统计量并进行有无目标的判决。仿真结果表明,此检测方法的检测性能要优于依赖于散射中心空间分布密度的广义似然比（SSD—GLRT,Spatial Scattering Density—Generalized Likelihood Ratio Test）检测器,并且明显优于基于波形熵的检测器。     

调频连续波激光雷达目标相对距离及径向速度信息提取方法

利用线性调频连续波（LFM/CW）激光雷达进行测量时,相对运动引起的多普勒效应和信息输出延迟都会造成测量结果偏差。分析了多普勒效应和信息输出延迟对测量的影响,提出了基于偏差抵消原理的相对距离及径向速度信息提取方法,根据测量任务需求对该方法和基于二维傅里叶变换的信息提取方法进行了仿真比较。结果表明：基于偏差抵消的信息提取方法不仅可以在相对径向速度未知的情况下准确提取目标相对距离信息,更可在每个调频周期结束后给出测距结果从而提高测距实时性;相比基于二维傅里叶变换的信息提取方法,当相对径向速度小于750 m/s时,基于偏差抵消的信息提取方法可使得测速偏差减小一个数量级。     

发动机喘振-爆燃故障的信号分析

本文着重介绍某双轴发动机喘振—爆燃故障用 FFT信号处理机进行诊断和信号分析的方法。文章结合发动机在湍流动态畸变流场下的喘振—爆燃试验研究,介绍了试验设备、测量系统和对发动机“故障”信号分析的结论。湍流型动态畸变流场下的压气机喘振多为“漂移型”喘振,表现有随机性。发动机对动态畸变流场的敏感度远高于稳态畸变。利用 FFT信号分析技术进行故障诊断,有广泛应用价值。它较其它方法精确、迅速、简便。      

自相关回归法在地震地面运动功率谱分析中的应用

本文通过数值分析，对几个著名的地震记录的功率谱ARM解的特性作了讨论，并与高速富里衰变换（FFT）法的解进行了比较，讨论了ARM应用于各类地震记录的谱分析的适用性。比较结果表明：对于不同的地震记录，其功率谱的ARM解等价于按一定谱窗宽度平滑化的FFT法解。本研究还对赤池氏推荐的自相关回归次数的经验公式提出了修正意见。本研究的成果对于高层建筑抗震设计有一定的参考价值。     

Super resolution SAR imaging via parametric spectral estimationmethods

Super resolution synthetic aperture radar (SAR) image formation via sophisticated parametric spectral estimation algorithms is considered. Parametric spectral estimation methods are devised based on parametric data models and are used to estimate the model parameters. Since SAR images rather than model parameters are often used in SAR applications, we use the parameter estimates obtained with the parametric methods to simulate data matrices of large dimensions and then use the fast Fourier transform (FFT) methods on them to generate SAR images with super resolution. Experimental examples using the MSTAR and Environmental Research Institute of Michigan (ERIM) data illustrate that robust spectral estimation algorithms can generate SAR images of higher resolution than the conventional FFT methods and enhance the dominant target features