高效实现DDC的多类滤波器级联技术

对软件无线电接收机中数字下变频理论进行深入分析,提出了一种基于多类滤波器级联技术的DDC实现方案。采用疏状滤波器、半带滤波器和整形FIR滤波器级联实现数字下变频的抽取滤波,有效减少了乘法器和加法器需求及滤波器阶数,高效实现了数字下变频,达到了系统的设计要求。最后将该技术与传统的FIR滤波方法进行对比,进一步说明其可行性和优越性。     

基于FPGA的数字下变频的设计与实现

数字下变频是中频信号处理系统中常用的技术手段,可在保证信号不失真的情况下有效降低采集信号的速率,便于后级处理器执行FFT等信号处理算法。提出一种基于FPGA的数字下变频方法,使用FPGA实现数控振荡器,产生正交的正、余弦样本信号,将采样的数字信号做正交化处理;实现级联积分梳状滤波器,合理抽取采样信号,降低信号频率;最后通过半带滤波器和FIR低通滤波器对整个信道进行整形滤波。充分发挥FPGA硬件并行化处理的优势,实现复杂的信号处理算法的高效执行,测试结果表明该方法可行有效,能够满足实际使用要求。     

一种直接在中频信号上实现通道均衡的新方法

通道失配严重制约了多通道雷达的性能,诸如旁瓣对消的对消比、数字波束形成的波束旁瓣和单脉冲测角精度等。传统的通道均衡一般是在数字正交下变频之后的基带复信号上通过复数滤波器实现,分析传统均衡滤波器原理后,提出了一种可直接在中频采样后数字正交下变频之前实现通道均衡的新方法,证明了均衡滤波器可以用实系数FIR滤波器完成,仿真验证了该算法的可行性。与传统方法相比,新方法可以降低工程实现的复杂度和运算量,已成功应用于某跟踪雷达中。     

数字中频式频谱仪的分辨率带宽设计

介绍了数字下变频技术在数字中频式频谱仪中的应用原理。给出了采用FPGA硬件方式设计数字中频处理模块中的正交解调、抽取滤波器、FIR滤波器等关键组成部分,从而实现对高采样率的中频信号进行实时多抽样率处理,以获得可控分辨率带宽的设计方法。     

一种高效宽带数字下变频器的设计与实现

针对雷达系统小型化和低功耗的应用需求,提出一种宽带雷达数字接收机中数字下变频器的设计方法.通过采用系统采样频率等于输入信号中心频率4倍的采样技术,结合混频器的特殊实现结构以及半带FIR滤波器抽头系数的特点,经过详细的理论推导后,给出该方法具体的硬件实现结构,能够显著降低数字下变频信号处理的复杂程度,有效减少对硬件逻辑资源,尤其是硬件乘法器的消耗.该方法在FPGA中实现时,与使用传统方法设计的数字下变频器相比,硬件逻辑资源消耗减少83.65%,功耗降低约110 mW.最后,设计实例结果验证了设计方法的正确性以及很好的工程实用性.     

雷达接收机数字化分析

通过实践证明,雷达数字接收机与模拟接收机相比,无论从电路结构还是从性能上,都充分体现了其优越性。在介绍某种雷达中频数字接收机的基础上,重点阐述了直接数字频率合成技术、直接中频采样和数字下变频技术,并给出了这2种数字技术的实现方法。介绍了直接数字频率合成芯片AD9854,并根据易于宽带滤波器设计的原则,推导了给定参数下使低通滤波器过渡带最宽的最佳采样频率。     

宽带雷达接收机数字下变频技术研究

数字下变频（Digital Down Conversion,DDC）是宽带雷达中频接收机的关键技术之一,传统DDC实现方法在现有FPGA上无法满足带宽和滤波器精度对硬件资源的要求.针对这一问题,提出了一种数字下变频结构优化方法,给出了分布算法实现FIR滤波器的结构,研制出了一种最优化免混频数字下变频器,并已经成功应用于某宽带雷达系统.     

大抽取率情况下的数字下变频技术研究

数字下变频技术是数字化雷达接收机的关键技术之一。本文针对大抽取率情况的数字下变频技术进行研究,提出基于积分梳状(CIC)滤波器和FIR滤波器级联方式的抽取滤波方法并进行了详细的分析。经仿真和硬件实现证明了该方法的有效性和可实现性,具有广阔的工程应用前景。     

拉格朗日乘子法在机载SAR成像系统降采样滤波器设计中的应用

根据机载合成孔径雷达(SAR)的成像要求,本文对降采样滤波器的设计提出了使降采样后将混迭进通带的旁瓣能量与通带能量之比为最小的评价标准.在对拉格朗日乘子法做了详细的推导后给出了FIR滤波器求解的步骤.通过对利用天线方向图和不考虑天线方向图的两滤波器的比较得出结论:对于机载SAR实时成像系统的降采样滤波器考虑天线方向图的专门设计是必要的.     

基于SysGen的FIR滤波器系数加载设计

本文介绍了基于SysGen开发环境实现数字下变频算法时的FIR滤波器系数加载设计。采用此技术可以大大节省滤波器设计时的FPGA资源占用,并有利于算法扩展,使得多通道、多带宽数字下变频系统能够在有限的硬件空间内实现。     

数字合成孔径雷达中改善I/Q通道不平衡性的多相Kaiser滤波法

该文分析了数字合成孔径雷达正交相干检波的I,Q通道的不平衡性,给出了评价I/Q通道不平衡性的统一指标。为了改善数字合成孔径雷达I/Q通道的不平衡性,该文采用了一种新的方法内插多相Kaiser滤波法.研究表明,当多相Kaiser滤波器的阶数为16时,噪声旁瓣的抑制比为-74dB,相对瞬时频率误差为-1.18％。     

Synthetic bandwidth method and experimental research based on a wideband multi-channel SAR

Synthetic bandwidth technique is used to increase frequency bandwidth of the system and provides an effective way to achieve the ultra high resolution in the field of Synthetic Aperture Radar (SAR). But in the actual SAR system, the synthesis result will be seriously deteriorated by the inner-channel and inter-channel phase error. A frequency domain synthetic bandwidth method based on transfer function extracting technique is proposed in an actual SAR system which consists of single wideband transmit channel and 8-way down-conversion receive sub-channels. The method can accurately get the amplitude and phase characteristics of the sub-channel and compensate the amplitude-phase errors. The final experimental results demonstrate the validity and feasibility of the method and the range resolution down to 0.1 m is obtained.     

星载SAR广义聚束模式天线波束控制研究

该文介绍了广义聚束概念并建立了星载SAR广义聚束模式简化空间几何模型。在此基础上研究了天线波束指向角的控制方法,得出了在合成孔径时间内实时控制天线波束指向角的理论依据。最后结合一组系统参数给出了波束指向控制的实验结果,验证了理论公式。     

Spaceborne SAR real-time echo simulation platform based on VPX

To perform the ground test of a spaceborne Synthetic Aperture Radar （SAR） system, an echo simulator with the characteristics of multimode, multi-assemblage, and real time is proposed in this paper. A hardware platform of the real-time echo simulator based on the VPX bus is designed. With this platform, real-time multi-point echo generation and scenario targets echo generation can be achieved by the real-time signal processing in Field Programmable Gate Array （FPGA）, utilizing the parameters calculated by the industry computers. Fklrthermore, this platform can output different signals if it is expanded to multi-channels, making it possible for the assignment of echo generation and test in different spaceborne SAR modes. The test results with the actual SAR system show that this platform can satisfy the system requirements and is now used in practice.     

高效UWB-SAR平面子孔径处理成像算法

对各子孔径进行梯形(keystone)变换时的插值运算是平面子孔径处理(PSAP)算法对低频段SAR特别是超宽带(UWB)SAR成像时的主要瓶颈。该文提出用线性调频变换结合Fold FFT实现梯形变换,提高了插值效率,并改进了算法流程,剔除了梯形变换结合Fold FFT中的冗余运算,极大地提高了整个算法的计算效率。计算机仿真和对实际数据进行成像实验的结果表明,经过改进后的PSAP算法能够用于对大场景高分辨率UWB-SAR的实时成像。     

Watermarking with refined perceptual masking tuned for synthetic aperture radar images

A watermarking scheme designed for remote sensing images needs to meet the same demand of both invisibility as for ordinary digital images.Due to specific perceptual characteristics of Synthetic Aperture Radar （SAR） images,the watermarking algorithms with consideration of Human Vision System （HVS） modeling from optical images give poor performance when applied on SAR images.This paper examines a variety of factors affecting the noise sensitivity,and further proposes a refined pixel-wise masking approach for watermarking on SAR images.The proposed approach is applied on logarithmic transformed SAR images,and has increased the acceptable watermark embedding strength by about 6 dB to 10 dB while achieving the same levels of watermarked image visual quality.Experimental results show that this approach enhanced the perceptual invisibility of watermarking based on wavelet decomposition.     

合成孔径雷达图像辐射分辨率工程估算公式的校正

该文分析了合成孔径雷达图像辐射分辨率的本质,指出了目前工程应用的合成孔径雷达图像辐 射分辨率估算值存在着较大的误差,只适合于定性分析。在利用信号检测错误概率的基础上推导出了适合于定量分析的合成孔径雷达图像辐射分辨率工程估算公式。     

一种基于距离补偿的分布式小卫星双基SAR成像方法

在一定条件下,分布式小卫星双基SAR可近似认为是一种信号发射器与接收器平行运动的双基SAR系统。针对其结构特点,该文提出一种基于距离补偿的成像方法。通过该方法可把双基SAR的相位信息以单基SAR 的形式表示,这样就可利用单基SAR的成像算法对双基SAR进行研究。本文结合波数域算法对这一方法进行了阐述,并给出了仿真结果。仿真结果表明,该方法可有效应用于分布式小卫星双基SAR的成像中。     

合成孔径雷达成像处理的并行实现方法

本文提出了一种实现合成孔径雷达（SAR）成像处理的并行距离／多普勒算法，该算法能有效地提高SAR的成像处理速度，是实现SAR实时成像处理的有效途径，该算法尤其适合于超级并行机（MPP）及工作站和微机构成的群机系统进行并行计算。实验结果表明该并行算法能有效地减少SAR成像处理的运算时间。最后给出了原始数据的成像结果。     

合成孔径雷达聚束模式合成孔径长度研究

该文首先给出了传统聚束SAR合成孔径长度计算公式并指出了其局限性,然后针对机载和星载两种情况下的几何模型导出了聚束SAR合成孔径长度计算的新公式.在星载情况下,考虑了地速对孔径设计的影响.最后通过数值模拟分析证实了采用新公式进行计算合成孔径长度的必要性.该文为聚束SAR合成孔径长度提供了设计参考.