FPGA中信道化接收机的建模与高效实现

全数字信道化接收机具有高截获概率、全景式接收与参数修改方便等优点,在电子侦察对抗中起着十分重要的作用。基于FPGA对实信号信道化接收机进行了建模,并试验出一种高效验证实现方法,使得FPGA内全数字信道化接收机的研制周期大大缩短。     

一种基于多相滤波器的信道化数字检波方法

提出了一种基于多相滤波器的信道化数字检波方法,该方法可以满足雷达脉冲检波的实时性和大带宽的要求,抽取运算在滤波之前,运算量小,结构高效,易于在可编程大规模集成电路上实现.     

邻信道合并的改进及其测频方法

为了确保高灵敏度,数字信道化接收机的子信道带宽一般较窄。然而,在现代电子战环境中,存在大量的宽带雷达信号,其带宽经常会大于信道宽度,使得多信道都存在信号,将增加信道编码及脉内处理的复杂度。提出了一种邻信道合并方法,直接对信道化的原型低通滤波器进行了解析设计,便于采用带宽相加实现输出子信道的带宽扩展。首先给出了原型低通滤波器的一种解析解;然后,采用相似系数,从仿真角度证明了邻信道合并对宽带信号的适用性;最后,根据信道分布特点,设计了一种窄带测频方法。理论分析和仿真结果证实了方法的有效性。     

一种VLBI数字基带转换器的设计与研究

数字基带转换器在VLBI系统中主要完成中频信号的基带转换和频段选择,文中采用频域抽取和邻信道合并技术设计一种VLBI数字基带转换器。采用该方法设计的转换器具有比较平坦的通带特性和较大的阻带衰减,能够方便地实现带宽的动态变化。文中对频域抽取进行理论推导论证,并根据邻信道合并的条件,详细说明了原型低通滤波器的设计方法,最后通过仿真验证了新方法的有效性。     

近似完美重构的数字信道化实现方法及FPGA资源对比

宽带柔性转发器具有多体制支持能力强、链路连接灵活可变、频率规划在轨按需可变的突出特点，是满足未来宽带卫星发展需求的一类核心载荷，其核心部分采用了近似完美重构的数字信道化技术。对两种主流的数字信道化算法进行了仿真比较，并针对一种子带滤波器的要求，提出了两种实现方法：子带拼接法和直接信道化法，并以Xilinx 公司Virtex 4系列的V4SX55型FPGA为例，对两种方法的FPGA资源占用情况进行了对比，给出了两种方法各自适合的应用场景。结果表明，当信道化路数≤256时，应使用子带拼接法；当信道化路数≥512，且<2048时，两种方法均可应用；当信道化路数≥2048时，则只能应用直接信道化法。     

一种改进的WOLA结构滤波器组在信道化中的应用

加权叠加(WOLA)结构滤波器组具有高效、低功耗、设计灵活等优点,将其应用在信道化技术中,可解除传统数字信道化技术要求的信道数目与抽取倍数必须相等的限制,实现参数的灵活设置。但该结构滤波器组的复数调制部分运算量大,硬件实现效率低。针对这个缺点,提出一种改进的WOLA结构滤波器组,利用循环移位运算来代替复数调制运算,降低系统的运算量。理论分析和MATLAB仿真验证了改进结构滤波器组的可行性和高效性。     

三角函数内插法分析及其FPGA实现

文章介绍了一种用于符号同步的三角函数内插法,给出了该算法的仿真结果,同Farrow结构的内插滤波器相比较,该算法有着简单的实现结构和高的内插精度。文章最后给出了三角函数内插法的一种FPGA实现方法及其综合结果。     

非均匀信道增益控制的多载波卫星容量分析

设置转发器最佳增益,减小功放非线性影响,提高系统容量是多载波卫星通信系统容量分析的首要问题。对于数字信道化转发器,采用非均匀子信道增益调整的思想独立设置各信道增益可以有效消除大小载波抑制问题,提高卫星系统容量。为此,提出一种直接计算求解各子信道增益的算法。该方法不需要采用复杂的优化过程以及矩阵求逆,因此适合求解任意数量链路增益。理论推导得到链路最佳发射功率为地面站最大可提供功率,通过直接计算非线性等式即可获得各子信道最佳增益。同时考虑到功率利用率问题,通过选取转发器最佳工作点,在最小转发器输出功率准则下可以有效提高卫星功率的利用率。实验结果表明,该算法在具有与优化算法相近性能的同时降低了求解复杂度。     

加权叠加结构滤波器组动态信道化结构研究

针对传统DFT多相结构滤波器组动态信道化结构要求系统过采样因子必须为整数,限制了参数设置的灵活性的问题,将灵活高效的加权叠加(WOLA)结构滤波器组引入动态信道化结构。通过公式推导得到WOLA综合滤波器组的实现结构,进而设计了基于WOLA结构滤波器组的动态信道化结构。仿真结果表明,设计的动态信道化结构解除了系统过采样因子必须为整数的限制,增强了参数设置的灵活性,同时与DFT多相结构滤波器组动态信道化结构相比,重构误差减小了一个量级,具有良好的重构特性。     

一种高效数字上变频器及其FPGA实现

数字上变频是软件无线电的关键技术之一。文章首先介绍了数字上变频器的基本原理和组成结构,并对其核心部件之一的CIC滤波器进行了改进,提出了一种能实现任意整数倍内插的高效完全非递归结构,并在ModelSim下进行了仿真。最后,在QuartusII下对使用该结构Sharpened CIC滤波器的数字上变频器系统进行了综合与仿真。     

宽带数字信道化接收机技术的热点和发展趋势

数字信道化接收机具有瞬时频带宽、动态范围大、能实现超宽带侦察的特点,能较好地满足现代电子战接收机的要求。首先介绍了数字信道化接收机的基本原理,在此基础上,重点分析了数字信道化接收机在信道化过程中的研究热点和难点,并简述了信道化接收机技术的发展趋势。     

基于信号重构的雷达与雷达对抗侦察一体化接收技术

针对雷达接收机和雷达对抗侦察接收机存在的不同特征,提出了基于信号重构的雷达与雷达对抗侦察一体化接收技术。首先利用复指数调制滤波器组将中频带宽分解为若干子带,再通过频谱感知和信号重构实现非均匀动态信道化,最后利用非均匀动态信道化技术分别接收雷达回波信号和辐射源直射信号。为了满足一体化接收机的瞬时动态范围、灵敏度、监视带宽以及频率分辨率等性能指标的要求,本文引入一种大M值高阻带衰减原型滤波器设计方法。理论分析和仿真试验表明了该一体化接收技术的有效性。
     

一种宽范围非合作目标中频角跟踪接收机的设计与实现

为实现对非合作星间目标信号的捕获跟踪，提出了一种基于单通道单脉冲跟踪技术的非合作目标中频角跟踪接收机软硬件设计方案。硬件平台设计方案结合了FPGA与DSP在算法处理上的优势，涵盖高速ADC设计、系统时钟设计等。针对非合作星间目标信号的特征，提出了不同调制体制、不同码速率的非合作宽带数据传输信号的检测识别、角误差信号提取与分离方案，涵盖数字预处理、数字信道化、信道判决、信号检测估计、角误差信号提取等处理环节。系统捕获跟踪试验结果表明该非合作目标角跟踪接收机可以完成对多种调制体制(BPSK、QPSK、SQPSK等载波相位调制)、不同码速率(1kbps～300Mbps)的非合作宽带数据传输信号的角误差信号提取与分离,载频估计精度优于100kHz，码速率估计精度优于100kbps。本系统可实现对非合作目标信号的有效跟踪，为开展非合作目标角跟踪接收机的工程化研究奠定了扎实基础。     

一种基于FRM的余弦调制滤波器组时域优化方法

为适应高速数据传输和宽带信道化滤波需求,设计大子带数的余弦调制滤波器组已成为当前研究的热点。为了进一步改善子带频谱特性,减小滤波器组重建误差,依据余弦调制滤波器组时域完全重建条件,提出一种基于频响掩蔽滤波技术的原型滤波器优化设计方法。分析原先关于原型滤波器时域完全重建约束条件及其阻带能量的直接表达形式,理论推导其关于FRM模型滤波器与掩蔽滤波器的间接形式,并设计一种基于SOCP的迭代优化算法。计算机仿真实验结果和分析表明,算法可在较低复杂度下设计通带平坦且具有锐截止频率特性的原型滤波器,在余弦调制滤波器组子带数目超过1000时仍然适用。     

空间站信息系统仿真验证平台设计

对空间站信息系统仿真验证平台的设计进行了研究。介绍了信息系统组成架构和工作原理,设计了仿真验证平台方案。给出了总线管理调度及数据融合仿真、高速以太网功能与性能验证、WIFI无线通信仿真验证、基于新架构的数字化仿真,以及信息系统联合仿真的内容、方案和结果。     

国外航空遥测发展综述

文章从机载数据采集、记录、遥测传输等几个方面介绍了近年来国外航空遥测技术发展的特点及趋势。主要内容有 :机载数据采集的分布式体系结构、采集器内部开放式总线结构、同步采样、数字信号处理、全软件编程和自动化检测 ;机载记录从模拟记录转向数字记录、从单一记录转向采集记录一体化、从单一的磁带记录转向多种介质记录 ;遥测容量扩大、图像压缩传输、新型遥测接收天线、数字化设备等。     

国外航天器电子系统的几个重要发展趋势

首先,界定了所讨论的航天器电子系统的范畴,即限于航天器平台或公共服务模块部分的电子设备。然后,从分布式模块化结构电子系统发展、工业标准体系的应用、空间电子单机与元器件先进制造技术影响和数字化设备应用等方面,综述了国外航天器电子系统技术十余年的发展成果和趋势,其中重视系统体系结构研究、工业标准向空间技术领域推广等经验值得借鉴。     

雷达对抗侦察中基于广义似然比检测的子带频谱检测算法

根据雷达对抗侦察接收信号的特点,提出了基于动态非均匀信道化滤波的接收结构.重点研究了其中的频谱感知环节,提出了基于广义似然比检测的子带频谱检测算法.该算法首先假设至少含有K个子带不存在信号,再根据K个子带输出估计噪声方差,从而给出了基于广义似然比检测的子带频谱检测算法的检验统计量.对于具有频率先验信息的重点目标,论文给出了基于广义似然比检测快速频谱检测算法.理论分析和仿真表明了算法的有效性.     

分布式卫星系统仿真平台研究现状与技术分析

支持分布式卫星系统(DSS)开发和实验的仿真平台是DSS技术发展的关键技术之一,本文对DSS仿真平台现状和关键技术进行了分析。首先对比分析了现有3种典型的仿真平台,认为为追求尽可能高的逼真度,实时分布式仿真成为必然。继而从分布式计算角度分析了实时分布式仿真面临的分布性、实时性、仿真部件互操作性和可重用性的问题,而中间件技术可以很好地解决这些问题。最后讨论了中间件实现模式,并分析了中间件在DSS仿真中3种可能的应用方式。