综合孔径辐射计中二级相关算法的设计与实现

为了解决传统微波遥感辐射计使用FPGA实现多通道数字相关器时资源消耗量过大的问题,本文提出了一种二级相关实现方法.二级相关算法将相关算法分成前后两级,并利用门时钟生成单元使系统保持流型工作状态.前级相关器由基本逻辑资源构成,完成固定短点数的相关处理;多个前级相关器分为一组,分时启动并复用后级长点数相关器.二级相关算法能显著解决微波遥感辐射计中多通道数字相关器资源消耗量巨大的问题,提高数字相关器所容纳的相关通道数,同时优化了FPGA布局布线性能,能提高系统性能并降低成本.     

联合菲涅耳变换相关器相关性能研究

使用纯相位空间光调制器编码线性相位掩模,实现了联合菲涅耳变换相关器.为分析空间光调制器相位调制误差对相关器相关性能的影响,数值模拟了不同相位调制误差下的相关输出,结果表明相位调制误差越大,相关器相关峰值越低,且相关峰半高宽越大.与双光楔联合菲涅耳变换相关器进行了实验对比,由于空间光调制器的相位调制精度低于光楔器件,实验结果表明双光楔联合菲涅耳变换相关器具有更高的相关峰值和更小的半高宽,与数值模拟结果相符.     

相位编码条纹调制联合变换相关器的优化技术

提出一种基于SONG相关的参考图像相位编码条纹调制联合变换相关器。该相关器引入SONG相关技术,吸收其突出的区分能力和抗噪性能,相对于传统的参考图像相位编码条纹调制联合变换相关器和其他改进技术,该相关器兼顾多项性能,具有更加突出的抑制干扰信号能力、抗噪声性能和多目标区分能力。仿真实验结果表明：当输入图像受到非覆盖性背景噪声影响时,识别度表现平稳,能够维持在99%以上;当输入图像受到替换噪声影响时,识别度能够达到96%以上。     

相位相关红外图像配准算法的硬件实现

在目前图像配准算法中,相位相关法是相对比较成熟的,并且有较多的改进算法,但是随着算法的复杂度增加,相应的运算量也增加,那么在保证效果的同时实时性却无法保证。根据这一现状,提出了在FPGA中实现相位相关法配准技术。在以FPGA为主处理芯片搭建的平台上,利用光纤高速传输图像,实现并且验证了相位相关法的可行性。详细阐述了相位相关法在FPGA中实现的主要步骤。结果表明,相位相关法能在FPGA中实现,并能充分利用FPGA的并行性和资源多的优点,使得处理算法的时间缩短,可以满足实时性要求。     

基于DS扩频信号的自适应门限双积分滑动相关捕获算法

提出了一种基于直接序列扩频信号的双积分滑动相关捕获算法,同时使用两组相关器联合进行码相位的捕获,捕获的门限采用CAFR(常虚警率)自适应控制方式。文中给出了这个捕获方案的数学模型,并进行了具体分析。实验表明,利用FPGA实现这种捕获算法,不仅具有较高的性价比,而且衡量PN码捕获的最关键指标——平均捕获时间也大大少于常规捕获方法。     

基于FPGA的直流相位跟踪检测系统设计

提出了一种基于FPGA实现的直流相位跟踪检测系统,分析了系统输出信号与输入信号保持同步的实现原理,并建立了基于FPGA的设计模型,进行了硬件仿真,确定了系统的采样率,最后通过实验验证了此FPGA系统可实现相位实时检测,误差为0.2%,证明了此系统可满足干涉式光纤电压传感器对相位检测的性能要求.     

一种改进的PMF—FFT短码捕获方法

提出了一种改进的PMF-FFT短码快速捕获方法.该方法将大规模并行相关器与PMF-FFT捕获结构结合起来,利用大规模并行相关器实现接收信号与本地码的分段匹配相关,将部分相关结果进行FFT运算实现对信号载波频偏的搜索,大大提高了PMF-FFT的捕获速度.Matlab仿真结果表明,该方法可以在低的信噪比之下实现对GPS短码的快速捕获.捕获电路的设计基于流水线,资源复用等硬件设计思想,利用较少FPGA资源,在一片FPGA内实现了对短扩频码的实时的快速捕获.     

基于高速数字相关器的太赫兹干涉仪系统研究

干涉仪利用通道间的相关运算进行测量,是干涉式成像的基本单元。太赫兹成像在安全检查、军事侦查等方面有着广泛的应用前景。将干涉成像测量引入太赫兹领域后,为解决相关运算中高速信号的相位同步问题,该文提出基于低速FPGA控制的交叉同步方案,用低硬件代价解决高速采样信号的相位同步问题,并完成了一套多通道高速数字相关系统。系统的最高采样速率为5 GHz, ADC有效位数大于等于6位,相关器积分时间可调。最后,利用该数字相关器和相应的太赫兹微波元器件搭建了中心频率为0.44 THz的干涉仪,并得到了清晰的干涉条纹,其线性相位误差小于2 。该研究为今后设计太赫兹干涉成像仪提供了基本单元。     

空间太阳望远镜图像积分中1 bit相关器的研究

空间太阳望远镜(SST)系统采用图像积分方法提高太阳矢量磁图的信噪比(SNR).在图像积分过程中,基于图像强度信息的相关器难以满足航天应用中系统实时性和低资源消耗要求,为此提出使用1 bit相关器实现图像快速相关运算.1 bit相关算法以异或逻辑运算代替常规算法中的乘法,提高了运算速度,同时减小硬件实现复杂度.针对太阳米粒图像,给出1 bit相关算法方案,并研制出基于FPGA DSP架构的相关器.测试结果表明,该相关器的算法精度、相关运算时间均能满足SST需求,而FPGA资源消耗仅为基于快速傅里叶变换(FFT)相关器(8 bit数据)的1/10.     

合成孔径辐射计多路高阶数字复相关器方案研究

本文针对目前合成孔径辐射计中存在的相关器单元过于复杂，难以星载应用的问题，提出了一种新的数字相关方法．借鉴了软件无线电中的数字接收机技术，利用大规模可编程门阵列(FPGA)，用一块芯片来实现功率分配和大量复相关器的工作，实现了片上系统(SOC)，解决了多天线单元合成孔径辐射计相关器系统中存在的体积、重量、功耗和硬件复杂程度过大的问题．通过仿真表明，多路高阶数字相关器系统得到的天线阵列的干涉方向图与模拟相关器系统得到的干涉方向图基本一致，证明该方案可行。     

Galileo/GPS双模相关器IP核设计

导航定位接收机中的相关器设计是导航定位接收机设计的一个关键技术,而相关器的设计将发展为基于SoC应用的IP核的设计。阐述了导航定位相关器的工作原理和结构,对构成相关器的各个模块进行了分析,并对Galileo/GPS的导航信号进行分析。在此基础上,采用基于SoC应用的IP核设计方法对Galileo/GPS双模相关器IP核进行设计,并进行了仿真验证和分析,可方便地应用于导航定位接收基带SoC的设计中。     

Spread Spectrum PN Code Acquisition Using Hybrid Correlator Architectures

A hybrid correlator architecture is described which combines the serial structure of an active correlator with the parallel structure of a matched filter correlator. The mean PN code acquisition time performance of this hybrid serial-parallel correlator structure is analysed. Results are shown which compare the acquisition performance of the serial, parallel, and serial-parallel structures. The results are for a PN code length of 64 code chips and assumes a Gaussian channel with the receiver detection threshold set to obtain a constant false alarm rate. An enhancement to the serial-parallel acquisition algorithm is also described which can increase the acquisition time performance by about 15% for typical operating conditions. Overall the results demonstrate that the hybrid correlator can provide rapid code acquisition with a limited receiver complexity.     

散斑调制用于提高体全息相关器的识别率

体全息相关器能够进行快速的光学并行相关识别．但是在相关识别的过程中，页间串扰导致相关结果中旁瓣太多，影响了相关峰的判断，大大降低了相关器的识别准确率。为了抑制旁瓣．对传统的体全息相关公式中所产生串扰的因子进行了分析，引入了随机函数的自相关函数作为调制因子对公式进行修正．可以实现在水平方向和竖直方向同时抑制旁瓣．抑制效果与全息图的厚度无关。并提出在相关器的物光光路中物的前方放置随机相位器，实现对物函数的散斑调制。理论分析、数值计算及实验结果表明．该方法可以抑制旁瓣．突出相关峰．提高体全息相关器的识别准确率和通道密度。     

综合判别函数相关器实验研究

本文采用综合判别函数(SDF)构成了一个畸变不变相关滤波系统,并利用它进行了一系列实验研究,实验结果证明:以SDF技术与相干光空间匹配滤波相结合的光电混合相关器能够实现畸变(旋转、比例、方位和位移)不变相关识别.     

光电混合综合判别相关器自动跟踪系统

在本文中，作者回顾了综合判别函数基本理论，简要地介绍了用ＳＤＦ实现畸变不变相关的的技术途径。在此基础上，成功地将ＳＤＦ相关器应用于目标跟踪，并利用ＳＤＦ相关器构成了一个自动跟踪实验系统。实验结果证明：该系统具有比较好的收敛性和跟踪性能。     

以分数相关为基础的微小差异图样的识别

光学图样识别(OPR)由光学相关来实现，传统的光学相关通过两物体相关峰的尖锐度来判断两物体的相似程度。分数傅里叶变换同时包含了空间域和空间频率域信息，分数相关也可以用于光学图样识别。针对传统相关难以识别微小差异图样的缺点，将分数傅里叶变换和分数相关引入差异相关系统，提出了一种基于分数相关的识别方法。给出了实现这一方法的光电混合系统。计算机模拟处理的结果表明，通过调节分数傅里叶变换的级次，该方法不仅能有效地识别与参考图样有微小差异的图样，而且能提供差异的位置信息。随着分数相关的级次渐变为0，得到的分数差异相关峰逐渐退化为两信号之间的差异；随着分数相关级次渐变为1，分数差异相关渐变为差异相关的结果。     

基于GDOP的分布式雷达网航迹关联阈值选择新方法

分布式雷达组网的航迹关联不仅与网内各雷达的性能有关,而且与目标的相对位置有关。本文提出一种新的雷达组网航迹关联方法,该方法在综合网内各雷达性能的基础上,将组网雷达定位精度几何稀释模型引入航迹关联算法当中。根据各雷达对观测同一目标定位精度的差异为参考,给出一种新的航迹关联门限阈值选择算法。本文介绍了航迹关联阈值的计算过程,并利用该方法对真实航迹数据进行了仿真。     

Principles of high-resolution radar based on nonsinusoidal waves.I. Signal representation and pulse compression

Carrier-free coded waveforms that promise good clutter rejection and high-resolution capabilities for radar are represented as a sequence of positive and negative Gaussian pulses. On the basis of this signal representation, the matched-filter (or correlated receiver) response to carrier-free coded waveforms is analyzed and plotted for certain Barker and complementary codes, complementary-code pairs being the optimum codes for clutter rejection. The systematic design of a carrier-free, pulse-compression radar system is described. A correlator receiver that is specifically designed for the selective reception of complementary-code pairs is presented. Computer simulation results for the correlator receiver are also presented