基于FPGA的雷达信号模拟、采集与处理系统

介绍了基于FPGA设计并实现了一种雷达信号模拟、采集与处理的系统。系统主要由计算机和带有双路高速A/D和双路高速D/A的信号处理卡组成。信号处理卡以FPGA为核心控制与处理芯片,主要完成雷达信号模拟、雷达信号处理和雷达信号采集等功能,与计算机通讯使用USB2.0接口,采用数据抽取、坐标查表映射和DirectDraw等技术在计算机显示器上以P显和A显方式进行实时显示。该系统提供在线配置功能,用户可通过USB接口对FPGA程序进行配置或升级,无须专用配置芯片,简化了电路板设计,提高了系统的灵活性。     

基于FPGA的雷达信号模拟

结合 FPGA 嵌入式系统高并行度和控制简单的特点,采用基于可编程逻辑门阵列(FPGA)的直接数字合成(DDS)技术编程实现了雷达信号的模拟,并以雷达线性调频脉冲信号和雷达视频信号的模拟为例,分析了该方法实现雷达信号模拟的原理及具体过程.最后,给出了雷达信号模拟的部分实验结果,并与 DDS 专用芯片的方法进行了详细的比较     

雷达接收机软件化脉冲压缩算法研究

以雷达软件化接收系统回波信号脉冲压缩处理为例,利用FFT算法分析了雷达软件化接收系统脉冲压缩处理软件化的可行性,并进行雷达回波脉压处理的仿真.     

基于相位差分的雷达信号参数估计方法

由于接收信号长度有限而存在频率离散化采样的限制,FFT(Fast Fourier Transform,快速傅里叶变换)对雷达信号频率的估计精度会降低。基于相位差分的频率估计方法可以对这一偏差进行估计,从而减小FFT的估计误差。尝试将该方法应用于LFM(Linear Frequency Modulated,线性调频)信号带宽的估计问题,并对此进行了仿真验证,结果证明该方法对雷达信号频率和带宽估计有一定的应用价值。     

一种截获高速机动目标的方法

分析了采用滤波器组的方法截获快速机动目标存在的缺点,提出通过采用对回波信号进行FFT提取多普勒频移的方法得到目标的径向速度,并介绍了基4FFT算法原理,给出了采用FPGA设计FFT的方法。     

采用TMS320C6201实现数字式脉冲压缩雷达实时信号处理

简述了雷达信号脉冲压缩的几种实现方法，着重讨论了数字式脉冲压缩的特点及其信号处理方法；分析了所选择的TMS320C6XEVM信号处理板的接口实现；给出了基于TMS320C6X的信号处理系统软硬件的设计。由于采用高速数字信号处理器件进行脉冲压缩，使得软件设计具有很大的灵活性。     

常用雷达视频信号处理算法在FPGA上的实现

采用FPGA技术对雷达原始的视频信号进行求模、视频积累与恒虚警检测处理,克服了DSP处理速度有限、实时性差和ASIC器件灵活性差的问题。详细介绍了求模、视频积累以及恒虚警算法在FPGA芯片上实现的原理和过程,并结合仿真结果说明了利用FPGA进行雷达视频信号处理的优势。     

基于FPGA的FIR滤波器设计与实现

本文根据激光陀螺仪信号的解调原理,提出了一种利用数字信号处理技术并采用FPGA实现的解调方法。分析了FIR滤波器的工作原理,根据激光陀螺仪对滤波器的要求,给出了由FPGA设计实现FIR滤波器的基本原理,并利用IP核实现了FIR滤波器,满足了激光陀螺仪的需求。通过在国产激光陀螺仪上的应用,验证了方案的正确性。通过对激光陀螺仪脉冲计数的高速采样并利用数字滤波器处理,可以有效的消除抖动引起的信号噪声,得到所需要的惯性信息。采用FPGA设计实现,可以提高运算速度,并且可以缩短数据采样的延时。     

基于Walsh变换的伪码快速捕获算法

本文针对空间探测的背景,利用单FPGA作为潜在处理平台,介绍了基于Walsh变换的位码快速捕获方法,并与滑动相关、FFT捕获算法进行了比较.仿真和分析结果表明基于Walsh变换的伪码快速捕获算法比FFT捕获算法捕获时间更短,占用资源更少,但是无法根本提高信号捕获的抗干扰能力,在非深空探测中具有良好的应用前景.     

雷达信号的模糊聚类分选方法

随着现代电子战的激烈对抗,复杂体制雷达迅速增加并逐渐占居主导地位,侦察接收机接收到的雷达信号更加复杂和密集.为克服传统信号分选算法的局限性,采用基于模糊聚类分析的雷达脉冲信号分选方法,此方法能利用雷达信号的特征参数有效地分选出非常规和常规雷达信号.首先介绍模糊聚类的基本原理,并进行信号分选仿真实验.仿真结果证明分选结果较理想,验证了此方法的有效性和可行性.该方法易编程实现,适用于处理大量数据,是一种解决密集复杂脉冲信号分选问题的新途径.     

有源对消隐身系统设计研究

针对有源对消隐身要求的系统延时短、反应速度快、信号参数测量和对消波幅相控制精度高的特点,设计了一个基于相控阵技术、数字射频存储器(DRFM)和现场可编程门阵列(FPGA)的有源对消系统。为了解决目标雷达散射截面计算量太大、不能有流水线延迟和难以实现实时计算等问题,采用离线计算的方法,预先建立目标的全向雷达散射截面(RCS)数据库、杂波数据库和噪声数据库,由FPGA根据测得的雷达信号参数在数据库中查找到相应的目标回波数据,实时调整对消波的幅度和相位,使对方的雷达接收机始终处于合成方向图的零点。最后通过仿真计算验证了该设计方案的有效性。     

一种基于FPGA的海杂波产生器设计

海杂波是反舰导弹末制导雷达回波的主要背景噪声,在末制导雷达模拟器的设计中,海杂波产生器是一个重要组成部分。在研究海杂波噪声概率分布密度的基础上,给出了一种基于FPGA技术的海杂波产生器的设计方案,并利用Altera公司的cyclone II系列芯片和QuartusII开发软件对设计进行了仿真验证。采用FPGA技术可以方便地对设计方案、海杂波的分布形式、数据量大小进行修改。仿真结果表明,该设计能够产生符合要求的海杂波信号,并且具有结构简单、集成度高、易于修改等特点。     

卫星高速8PSK调制器中成形滤波器设计及其基于并行查表的FPGA实现

根据高速8PSK卫星调制器的要求,针对数字化基带成形滤波的信号处理特点,提出一种基于部分卷积和并行查表的高速卫星成形滤波器设计方法及基于现场可编程门阵列(FPGA)芯片结构的FPGA算法。用片内的BLOCKRAM精心设计查找表,通过改变查找表内容可适用于各种信道限带性能要求的传输系统。在X ILINX公司V irtex2-1000芯片上完成该方案,MODELSIM的时序仿真结果表明可支持高达400Mb it/s的输入数据,满足卫星通信高速成形的要求。     

基于硬件加速的快速傅里叶变换

提出在FPCA内设计运算模块的FFT硬件加速方法.该方法采用FPGA计算字节倒置与蝶形单元,单片机只需将参数输出到相应地址,并从该地址读取结果即可完成复杂运算,起到了硬件加速的作用.实验表明,其计算速度可提高10倍.     

A new quadrature sampling and processing approach

A quadrature sampling and array signal processing technique that differs from earlier approaches in that is processes the data before the Hilbert transformation is presented. A fast Fourier transformation (FFT) technique that performs the discrete Fourier transformation (DFT) on the sampled data directly without Hilbert transformation is proposed for frequency-domain signal processing. For array signal processing, the proposed approach does not perform Hilbert transformation prior to signal combining. It features high processing speed, low distortion, and hardware simplicity. Error analyses, performance evaluation, and computer simulation results are included     

一种基于FPGA的全帧率图像处理方法

针对图像算法在FPGA内的硬件化实现问题,提出了一种全帧率处理的思路,并提供了两种具体的可供参考的设计方法——基于像素流缓冲的卷积核处理技术和基于相邻图像帧相关性的图像参数提取技术。通过其可以方便地设计并实现大部分空间域图像处理算法及其任意组合的硬件逻辑电路,并达到与图像输入帧率相同的处理速度。以Canny算子的硬件化实现为例验证了设计理念。实验结果表明,全帧率图像方法具有可操作性强、实时性好、符合结构化模块化设计的特点,特别适合于对实时性要求高的嵌入式视觉系统。