基于ADS5463高速数据采集系统的设计与应用

高速模数转换器（ADC）可实现模拟信号的数字化转换，是高速数据采集系统的核心器件，广泛应用于各个领域。高速ADC对噪声干扰异常敏感，其性能受到相关外围电路以及整个电路板设计的极大影响，直接决定了系统性能的好坏。文章基于ADS5463的高速数据采集系统应用案例，分析了系统ADC模拟前端电路、编码时钟源、系统供电等3方面关键原理设计以及相关电路板设计对系统性能的影响；设计了一种结合两级变压器模拟前端、低抖动差分时钟以及低噪声电源的高速数据采集系统，同时优化相关电路板设计。经测试验证，系统的SNR、SFDR接近手册理论值，各项性能均满足指标要求。该设计已经成功应用于某型号卫星中，目前在轨运行良好。     

高速高精度光学模数转换技术研究进展

模数转换器（Analog to digital converter,ADC）是将自然界中各种模拟信号转换为数字信号的桥梁,其性能优劣直接决定了后续数字信号处理的能力。随着电子信息技术的发展和数字化的推广,主流半导体材料电子ADC受到载流子迁移率的限制,难以满足宽带信号高速、高精度模数转换的需求。光子技术天然具备超高速、大带宽等优良特性,利用光子学手段来提升电子ADC性能是目前突破电子瓶颈最具潜力的技术方案之一。文章介绍了光学ADC的基本原理和实现方案,并重点分析了最近十年来光学时间拉伸ADC和光采样ADC的国内外研究进展以及各自的技术特点,此外还概述了光量化技术的应用前景,展望了未来光学ADC及其关键技术的发展趋势。     

一种基于片同步技术的高速ADC与FPGA互连方法

针对多通道高速采样器AD9653的高速串行数据接口特点,利用Xilinx公司Kintex-7系列FPGA的片同步技术,设计实现了一种多通道高速ADC与FPGA之间的数据传输方法。介绍了高速ADC与FPGA互连的组成及工作原理,着重描述了基于片同步技术实现数据互连高速传输的方法,最后通过仿真与板级验证了接口工作的正确性。     

一种基于FPGA的高斯噪声源设计

针对当前高斯噪声源的应用需求,设计了一种基于FPGA的高斯噪声源。文中采用可定时播种的LFSR产生均匀分布随机序列,其中ADC采集系统噪声产生真随机种子定时为LFSR播种,由此得到的高速均匀分布序列。应用Box-Muller方法将均匀分布序列变换为高斯分布序列。为了实现高速运算变换,以查表方法取代了开方等运算,同时论文采用线性插值的方法大幅度减少查表使用的片内高速存储资源,该方法适宜在FPGA内实现。经过仿真验证原理正确,设计合理,研制的样机合成高斯噪声样点输出率达到250MHz。     

宽带EME监测和分析系统的设计与实现

针对特殊环境、特殊装备系统级电磁兼容(EMC)试验的要求,采用数字接收机、高速ADC、数字变频、高速数字信号处理和数字射频存储(DRFM)技术实现对宽带电磁环境(EME)的监测、分析和重现。系统具有扩展性强、集成度高、成本低、运算速度快、移植性好、可靠性高、改进功能方便快捷等优点,可以满足EME测试和电子战通信侦察要求。     

高速高精度AD变换器在雷达跟踪系统中的应用

针对雷达数字动目标跟踪系统对模数（AD）转换电路的要求，讨论了AD转换芯片（ADC）的信噪比、孔径时间、采样速度和孔径抖动等关键技术指标，并据此确定合适的ADC。还结合实际的高速高精度AD电路的设计，介绍了AD转换电路的电源、数字与模拟电路的隔离、信号驱动等电路的设计原理，以及印制板电路布线和布局的一些原则和方法。实测数据表明，设计的AD电路应用于雷达数字动目标跟踪系统是成功的。     

大带宽数字信道化接收及重构系统的实现

基于多相滤波的数字信道化结构具有动态范围大、灵敏度高、多信号同时处理、瞬时带宽大等优点。设计了一种大带宽数字信道化接收重构高效系统。该系统使用正交镜像滤波器实现信号接收及精确重构;利用国产化高速ADC和DAC芯片完成信号形式的转换;利用高性能FPGA芯片完成数字信道化处理。理论仿真和硬件测试结果表明,该系统具有接收和重构多个雷达信号的能力,具备较高的工程应用价值。     

ADC性能对宽带数字阵列遥测系统接收通道增益设计的影响分析

针对数字阵列在大带宽、高动态、多目标遥测系统上的应用,分析宽带数字阵列遥测系统与传统高增益天线遥测系统在设计上的区别,详细分析影响接收通道增益设计的主要因素,重点就ADC器件性能对通道增益设计的影响进行了分析。通过计算仿真信号在经过ADC以及数字波束形成的过程中,ADC器件自身信噪比SNR和无杂散动态范围SFDR两个重要参数给接收信号信噪比带来的恶化,给出了数字阵列遥测系统中通道增益设计的门限值。     

SAR高速实时信号处理系统设计

合成孔径雷达回波数据速率一般高达3GSPS,如何采集、存储、压缩、传输如此高速率的数据成为一个难点。文章在分析了SAR回波数据特点的基础上,设计并实现了一个SAR高速实时信号处理系统。该系统以FP-GA为核心处理器、ADC08D1500为高性能的AD采集芯片、DDR_SDRAM为数据存储器、TLK2711为数据传输芯片。实验结果表明：本文设计的高速实时信号处理系统性能良好,能够很好地实时处理高速率的SAR回波数据。同时该系统易于实现,具有较强的实用性。     

潜射反舰导弹作战效能分析

根据潜射反舰导弹的特点,在美国武器系统效能工业咨询委员会(WSEIAC)提出的ADC模型的基础上,对潜射反舰导弹作战效能的数学建模进行了研究,并讨论了有效度、可信赖度和能力三种因素的计算。对提高反舰导弹作战效能研究有一定的参考价值。     

一种中高速突发QPSK数字解调系统捕获与载波同步算法的研究

文章介绍了一种中高速突发解调处理系统突发捕获与载波同步算法实现,采用相位域突发捕获与同步算法,解决了卫星上行信号幅度变化对突发捕获解调性能的影响,具有突发捕获概率高、载波同步快和解调动态范围大等优点,并且该算法FPGA逻辑资源占用及运行速度在软硬件实现上具有很大优势。     

同轴线的时域并矢格林函数及特性分析

本文利用Ohm-Rayleigh法导出了同轴线的时域并矢格林函数,并修正了[1]的错误。同时也指出了[2]在修正[1]时的不足。文中还讨论了理想探针激励下同轴线的瞬变特性,分析了高次模的时域波形性质。这对进一步分析同轴线在时域中工作的特点有一定的指导意义。     

雷达空域反隐身效能分析

随着隐身技术在现代武器装备中的应用越来越广泛,对预警探测系统反隐身能力的要求越来越高。基于雷达空域反隐身的基本原理,以雷达接收信噪比改善因子、雷达作用距离增大程度和雷达发现概率增大程度为指标,对雷达空域反隐身的效能进行了分析。雷达从隐身飞机的侧翼进行探测能够有效增大隐身飞机的雷达散射截面积,从而较好地实现反隐身目的。     

航天器低压差分信号线束的电磁兼容性分析

航天器有效载荷设备之间的高速率数据信号通过低压差分信号（LVDS）线束进行传输,因此,LVDS线束的电磁兼容性（EMC）对系统产生直接影响。文章首先通过专用的电磁兼容性仿真软件对航天器实际结构中的1对低压差分信号线束的传导特性进行了分析,之后,基于该分析结论,对由12对线束构成的设备间线束捆的串扰特性、外界电场辐射下线束的抗扰特性进行了分析。频域和时域仿真结果验证了文章所述航天器低压差分信号线束布局的合理性,为将该成果进一步推广至航天器系统级线束布局及优化奠定了基础。     

工程意义上的高斯脉冲信号不失真采样分析

基于高斯脉冲信号的时频域特征,分析其采样条件。针对高斯脉冲信号这种非周期信号采样的特殊性,指出高斯脉冲信号采样还需满足峰值采样条件,并对不同采样点数下峰值误差能够达到最小值的概率进行建模。理论分析和仿真结果表明,按照所提出的采样条件进行采样,能够保证高斯脉冲信号采样的峰值误差最小,同时所提出的概率模型能够比较准确地估计出在不同采样点数下峰值误差能够达到最小值的概率。     

一种基于频域分析的柔性空间机械臂振动抑制方法

针对采用两级控制的大型柔性空间机械臂轨迹跟踪与振动抑制问题,文章在对系统频域进行分析的基础上,提出了一种应用滤波的振动抑制方法,即通过降低中央控制器输出信号的频率减少伺服跟踪的动态误差。此方法能够有效提高机械臂末端解析点(POR)的动态跟踪精度,并抑制机械臂振动。文章通过某大型机械臂全柔性系统仿真算例对方法的有效性进行了验证,可为机械臂控制和振动抑制提供借鉴。     

操作可靠性对地空导弹武器系统效能的影响

在考虑人操作可靠性的基础上,对用于评价地空导弹武器系统的美工业界武器效能咨询委员会(WSEIAC)的ADC模型进行了扩展。用二元方差法确定影响操作可靠性的最大因素是培训次数,并用非线性回归法分析获得了培训次数与操作可靠性的关系,给出了量化的人为因素对地空导弹武器系统效能的影响。算例表明,操作可靠性对地空导弹武器系统固有效率的实现有较大的影响。该法更能反映导弹武器系统的实战水平。     

直升机旋翼回波特性建模

给出了雷达半主动寻体制的直升机旋翼回波模型,分析了直升机旋翼回波的时频特性,以旋翼真实参数对模型进行了仿真,并研究了直升机旋翼回波在时域上的调制效应及频域分布特点。结果表明：理论模型所得结果与外场实验的导引头跟踪直升机实验数据吻合。     

一种基于幂级数函数的混合域基函数的收敛性分析

为提高计算效率,以一种基于双线性四边形模拟物体形状的幂级数函数为混合域基函数,用伽列金矩量法(MOM)对电中、小尺寸金属散射体的雷达散射截面(RCS)进行计算。分析了幂数级函数阶数M与其收敛性的关系。对二面角、矩形平板、等边三角形平板和圆柱等不同目标的单站或双站RCS计算结果表明,在此特定条件下M=3时该算法计算值与文献结果较为吻合,计算速度和精度均可满足仿真要求。