基于DDS的宽带雷达信号产生技术研究

直接数字频率合成技术DDS,在现代雷达信号波形产生中具有重要的地位.本文主要介绍了基于DDS的宽带雷达信号产生的几项关键技术,提出了一种宽带捷变雷达信号的产生方案,并详细介绍了基于FPGA的DDS设计的基本原理、电路结构和设计优化方法.利用Altera公司Cyclone系列芯片并采用线性插值法进行设计与仿真,不仅很方便地产生了线性调频信号(LFM),并且所产生的信号具有频率分辨率高、频率转换速度快以及相位噪声低等优点.理论分析和计算机仿真结果均验证了该方案的正确性和有效性.     

基于编码信号时间内插的高精度时间间隔测量方法

受测量方法和器件性能的制约,对单次测量精度达到亚皮秒(1 ps)量级的事件计时技术的研究是一个亟待解决的难题。提出了一种新的高精度时间间隔测量方法,利用声表面波编码器件作为时间内插器,将时间内插法和编码信号自相关函数的高信噪比特性相结合,并利用一种完全有别于传统的时域互相关对时延进行测量的算法,从而可以大幅提高时间间隔测量的精度。实验结果表明,当时间内插信号采用带宽40 MHz、时宽5μs、中心频率150 MHz的线性调频信号时,可以获得0.48 ps测量精度。该方法是一种可靠、稳定、实用的高精度时间间隔测量方法,单次测量精度能够达到亚皮秒量级。     

用积分器实现数字存贮示波器显示内插

本文介绍了数字存贮示波器的显示原理；提出了一种新的硬件显示内插器；详细描述了该内插器的工作过程及实际效果。最后给出了内插器的完整电路图。     

宽带跳频信号的压缩采样与重构

传统的宽带跳频信号受Nyquist采样定理的限制,所需的采样率高,数据量大,对硬件的要求高。为了突破Nyquist采样定理的限制、降低采样率,研究了2种基于压缩采样原理的模拟到信息转换方法———随机解调系统与宽带调制转换器,并应用2种方法把压缩感知理论应用到宽带跳频信号采集中去,对宽带跳频信号进行压缩采样与重构。仿真结果验证了2种方法的正确性和利用压缩感知理论对模拟宽带跳频信号采集的可行性。     

单边带宽带线性调频信号发生器的设计

本文介绍了采用DDS芯片产生宽带线性调频信号,以及通过正交调制将基带线性调频信号变换为单边带线性调频信号的系统设计方案。按此方案成功实现了宽带线性调频信号发生器系统。实验表明,该系统灵活、可靠,输出信号有很好的频率线性度。     

基于FPGA的宽带雷达回波信号处理板设计

对基于FPGA的宽带雷达回波信号处理板的设计方案、信号流程和芯片选型进行了研究。同时以此板卡为基础,针对回波信号模拟需求,对板卡的功能流程设计方法进行了研究,对数字瞬时测频设计、存储延时组件设计和整数倍内插等3项关键技术进行了重点阐述。设计方案可实现带宽达到1 GHz的宽带雷达回波信号的模拟,可适应脉冲压缩雷达、合成孔径雷达等新型雷达测试需求,同时,本方案对相关系统的建设具有一定的借鉴意义。     

语音信号相空间重构中时间延迟的选择方法

本文阐述了时间延迟对重构相空间轨迹的影响,介绍了选择时间延迟的主要方法,详细分析了基于相空间扩展准则的平均位移法选择时间延迟的原理.通过分析相空间扩展的几何意义,针对平均位移法存在的缺点,计算相空间矢量偏离相空间主对角线和辅对角线的距离相结合的新位移度量,并以此位移度量为依据确定最佳延迟时间.应用于语音信号相空间重构的实验表明,改进的平均位移法具有更明确的物理意义,可以更好地选择时间延迟.     

用宽带雷达分析仪进行雷达信号的矢量分析

飞机、导弹、人造卫星及宇宙飞船等都采用雷达作为探测和控制手段.随着航空、航天技术的飞速发展,人们对雷达提出了高精度、远距离、高分辨率及多目标测量等要求.为此现代雷达采用一些技术,如脉冲压缩技术等,来提高雷达的性能,同时对雷达测量工具也提出更高的要求,比如要具备高分析带宽、具备矢量分析功能等.本文介绍一种采用宽带雷达分析仪进行雷达信号矢量分析的方法.     

一种高精度快速计算电力谐波参数的方法

提出一种电力谐波参数高精度测量的新方法。依据傅立叶变换的时域收缩频域延伸的性质精确计算出电力信号各次谐波的频率,而后通过窗函数插值方法精确计算出电力信号的各次谐波参数。讨论了时域收缩比对测量精度的影响,还分析了截断窗函数对电力谐波估计精度的影响。用仿真试验和模拟测量证明了该算法的有效性。与其他加窗FFT插值校正分析方法相比,所提方法计算耗时上有明显优势,很适合用于DSP数字信号处理器,是一种很实用的算法。     

晶振信号同步GPS信号产生高精度时钟的方法及实现

GPS接收机输出的秒脉冲信号存在较大的随机误差，但不存在累计误差。晶振时钟信号的随机误差较小，但存在较大的累计误差。文中根据GPS时钟信号与晶振时钟信号精度互补的特点，建立了晶振信号同步GPS信号的一元二次回归数学模型，估计出GPS时钟随机误差的统计方差和晶振的累计误差；对晶振时钟进行实时修正，产生高精度时钟，并预测了修正后的时钟精度。高精度时钟发生装置已成功地应用于电力系统暂态变化过程的异地同步记录。     

基于FPGA的高动态GPS信号FFT快捕设计与实现

在高动态GPS接收机中,扩频信号捕获是系统的关键技术.系统的高动态特性即导航卫星和接收机之间径向距离和径向速度的影响,使GPS信号产生相位延迟和多普勒频移,加大了信号捕获的难度.若采用通常的滑动相关法捕获,需要很长的捕获时间.为提高捕获性能,本文分析了一种频域FFT快速捕获方法,详细介绍了基于FPGA的具体实现,通过高动态GPS信号发生器的辅助实验,缩短了捕获时间,验证了该算法的有效性,并给出了改进措施.     

基于FPGA的高动态GPS信号FFT快捕设计与实现

高动态GPS接收机中,扩频信号捕获是系统的关键技术.系统的高动态特性即导航卫星和接收机之间径向距离和径向速度的影响,使GPS信号产生相位延迟和多普勒频移,加大了信号捕获的难度.若采用通常的滑动相关法捕获,需要很长的捕获时间.为提高捕获性能,本文分析了一种频域FFT快速捕获方法,对GPS信号进行频域并行捕获,详细介绍了基于FPGA的具体实现,通过高动态GPS信号发生器的辅助实验,缩短了捕获时间,验证了算法的有效性,并给出了改进措施.     

基于FFT的高动态直扩信号快捕改进方法研究

本文针对大多普勒频偏条件下直扩信号捕获时间长的问题,分析了两种基于FFT算法的频偏精确估计改进方法.一是利用分段FFT的相位差修正算法,二是基于二次内插的频率FFT校正法.理论分析和MATLAB仿真结果表明,两种改进算法都能明显提高估计精度.最后指出在低信噪比环境下,二次内插法优于相位差修正法.     

通信系统仿真中估计正弦信号信噪比的新方法

正弦信号在通信系统中应用非常广泛,对其信噪比进行估计有着重要的意义,许多算法都需要以此获取最优性能。本文提出了在通信系统仿真中采用FFT估计正弦信号信噪比的新方法,并分析了信号频点数、采样率及量测时间对估计结果的影响。仿真结果表明,该方法能够正确地估计信噪比,通过合理的参数设置,误差均值可达0.3 dB以下。     

高动态扩频信号快速捕获技术研究

主要研究了两种高动态扩频信号快速捕获的方法,即基于FFT的频域（载波）并行捕获法和基于FFT的时域（伪码）并行捕获法,并使用MATLAB进行了仿真和比较。仿真结果表明：基于FFT的频域并行捕获可捕获较大的频偏并跟踪一定的频率变化率,可用于卫星变轨等高动态、高加速度等飞行过程。而基于FFT的时域并行捕获可快速捕获码相位,用于在轨飞行的飞行器,可根据轨道参数提前预报其多普勒频偏,但同时需要精密测距的飞行过程。     

基于DSP的LFMCW雷达信号处理技术研究

调频连续波(FMCW)雷达在目标测量系统中有着广泛的应用,而雷达信号的处理是决定测量精确度的关键。本研究设计了一款基于DSP的线性调频连续波(LFMCW)雷达信号处理系统,采用经过三角波调制的 LFMCW雷达信号作为发射信号,来实现目标距离及速度的测量。介绍了 LFMCW雷达的基本结构,分析了实现目标测量的原理,解决了在信号处理过程中,仅采用快速傅里叶变换(FFT)算法而存在的频率分辨率与计算时间的矛盾,提高系统的测量效率。重点研究了雷达信号处理系统的处理算法———FFT 和线性调频 Z 变换(CZT)的联合算法(FFT/CZT 联合算法),同时对 FFT/CZT联合算法也进行了 MATLAB仿真分析。分析结果表明,FFT/CZT联合算法可以显著地提高雷达信号处理的效率和精度。     

某型导弹雷达微波信号发生器的设计与实现

介绍了针对某型导弹研制的宽频带、稳幅、大衰减输出、可实现自动测试的微波信号发生器。采用微控制器、闭环控制和脉冲调制放大等技术设计了宽带稳幅信号发生器;在PICC结构化高级语言平台上开发了一套具备自动匹配导弹测试流程的标准程序并设计了微波频率显示数据的加密算法。实验表明：该微波信号发生器动态范围大,测量误差小,保证了平坦的功率幅度特性,满足测试的特殊要求。     

雷达信号多路径影响分析软件设计

针对多路径噪声误差会影响雷达接收信号准确性、完整性的问题,本文提出通过对地物特征提取、接收天线的天线方向图的选择为主的分析方法及相关的算法模型,此分析方法及模型的建立能较为精确地对多路径噪声影响进行分析,并基于分析模型设计开发了雷达信号多路径影响的分析软件,软件可以对多路径噪声影响进行定性定量的分析。该软件的开发对雷达信号的测量具有重要的实践意义。     

雷达料位仪信号处理电路设计和实现

用微波原理设计的雷达料位仪能适应高浓度粉尘及温度变化,维护操作方便,性价比高,是一种能精确测量料仓料位的仪器,而信号处理方法的优劣对雷达料位仪的测距精度指标有着很重要的作用,因此对雷达料位仪的信号处理方法的研究十分重要。本文采用了AT89S55单片机和程控滤波器芯片3529B设计了一种雷达料位仪的信号处理电路。该电路可以在1～40 m范围内精确测量料仓料位。经使用表明,该电路具有性能稳定、测量精度高的特点。     

模拟节目信号的数字化实现方法研究

在扬声器功率负荷试验中,测量扬声器输入电压和输入电功率时,测试信号都是使用模拟节目信号,传统的模拟节目信号是通过模拟仪器产生的,采用传统的方法不仅步骤烦琐,而且造价高昂,基于以上情况考虑,提出数字化模拟节目信号算法的编程实现.以白噪声经过模拟节目信号滤波器产生模拟节目信号的思想,并最终通过编程软件实现模拟节目信号的生成,从而可以利用计算机本身产生模拟节目信号.在进行扬声器等电声器件的功率负荷试验过程中,提高效率,节约成本.