相干光接收机时钟恢复算法的FPGA实现

低轨小卫星在进行相干激光通信时，需要实时解决发射端与相干光接收机之间存在的时钟偏差问题。分析了时钟偏差对相干光接收机性能的影响，设计了一种基于Gardner算法的并行化时钟恢复反馈环路来对时钟的偏差进行纠正，对各组成部分的原理进行了说明，并在现场可编程逻辑门阵列FPGA上实现了该算法，将 5 GSa/s 的采样信号在 FPGA 中以 156.25 MHz 主频，分为并行 32 路完成时钟同步处理，且实时时钟同步算法仅占用 FPGA 的 590 个自适应逻辑块和 4 个乘法器单元。同时，采用自研的集成化相干光通信模块，演示了 10 Gb/s 偏振复用正交相移键控 PM-QPSK 相干光通 信系统实验。实验结果证明该方案能稳定地补偿本地采样时钟的频率和相位偏移带来的采样定时误差。以 7%开销硬判 决前向纠错码 HD-FEC（Hard Decision Forward Error Correction）为门限，系统的灵敏度优于–51 dBm。     

基于快行FIR滤波器的数字下变频设计及FPGA实现

在雷达系统设计中,对接收的宽带回波信号直接进行中频采样,然后数字下变频实现正交解调,这样可减少系统的复杂性,提高微波遥感信号处理器的数字化程度和性能.针对高速数字下变频模块时钟速率高和硬件资源消耗大的设计难点,采用8路并行滤波方法降低时钟速率,并优化了滤波器的实现结构,在DSP48硬件资源消耗上节省大约40％.在FPGA中编程实现了8路快行滤波器的数字下变频模块,最后实验结果表明该方法在2 Gb-ps高速采样率下性能优异,占用硬件资源较少,具有较高的工程可行性和实用性.     

高稳可变频率源的低杂散设计与实现

现代雷达电子对抗广泛使用DRFM 对雷达信号进行采样、存储与处理。传统频率合成技术无法同时满足高性能DRFM 对频率信号的稳定、低杂散、多路相参等指标要求。研究了频率源输出信号的抖动与杂散谐波对采样系统杂散性能的影响,结合传统频率合成技术,设计了基于FPGA和低噪声时钟抖动消除器的频率源电路,并对初级信号的谐波抑制设计了基于带通滤波器和微带滤波器的窄带滤波电路。最后,对系统的测试结果表明,本设计可输出多路频率范围为2．27～2600M Hz（分段）的频率信号,步进小于10kHz。信号相位噪声优于－95dBc／Hz ＠100kHz ,杂散抑制优于－60dBc。     

单板PCB抗干扰设计（Ⅱ）

⑦案例7：高速线采用星形PCB布线芯片需要多路时钟时，时钟源分开布放，因避让其他高速线，时钟信号用不等距布线，但布线长度小于100mm，如图14所示。     

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。     

星载多通道信号采集处理平台设计方法研究

多通道信号采集处理平台是阵列信号处理系统的关键设备,其性能指标关系到整个系统的精度,需要研究其硬件平台实现时的方法。文章结合星载多通道信号采集处理系统的原理及特点,在幅相一致性、输入动态范围及通道间隔离度等方面,分别提出了在方案设计、器件选型及电路设计等阶段的解决途径;通过优化模拟前端阻抗匹配设计及合理的平面分割等方法,提升了电路性能;并基于COTS（Commercial off The Shelf,商用现货）器件设计了硬件平台;对关键技术指标进行了仿真分析,搭建测试系统验证了平台的性能指标,在测试频带内,系统的幅度一致性<1 dB,相位一致性<±3°。文章对采用阵列信号处理系统的星载设备研制,尤其是对具有低成本、小型化、低功耗需求的载荷,有着较强的指导性。     

一种基于时分复用的复系数自适应IIR陷波器的FPGA设计与实现

为解决多路并行信号窄带干扰抑制时的资源消耗问题,文章设计了一种以时分复用方式对多路并行信号进行抗干扰处理的二阶复系数自适应IIR陷波器,并对其性能进行了定点计算机仿真;在Stratix EP1S40F780C7芯片上实现了其功能,并使用SignalTapⅡ逻辑分析仪完成系统调试,结果表明该时分滤波器可以工程实现且性能完全满足要求。     

JTIDS系统物理层的研究与实现

文章对联合战术信息分发系统(JointTactical Information Distribution System,缩写JTIDS)的物理层和数据链路层进行了研究;首先介绍了该系统的信号结构及其基本工作方式,然后根据已有的硬件平台设计出该系统下层的硬件实现方案,利用波形存储技术简化了系统的实现过程,并对该系统发送和接收处理的实现过程进行了仿真。     

航天器动力学数据采集分析系统

针对航天器动力学环境试验测试的特点,自主研制了以VXI总线为基础的128通道航天器动力学数据采集处理系统.文章介绍了系统的构成和特点,在硬件上采用块传输和同步时钟等技术,在软件上应用面向对象技术及功能模块分层管理的思想.该系统突破了高速同步采样、大容量数据实时传输、并行任务实现等关键技术,并具备一定的扩充空间,可以投入型号研制中使用.     

遥测终端数据处理设备的信号处理能力

本文概括介绍了该设备的特性与功能,并从实际的频谱分析入手,重点探讨了速变信号的精度。表明了“大容量”遥测系统的速变信号经过该设备处理以后,符合它的技术条件(速变精度δ≤5％)。对“大容量”系统进行必要的改造后,它能更好地为国防建设现代化服务。