用AD9054实现高速A/D转换

高速A/D转换是雷达实时成像系统的重要组成部分,其功能是通过高速A/D转换器完成对雷达回波信号的实时量化,将雷达接收机输出的回波模拟信号转换成数字信号.本文主要讨论采用AD公司的AD9054实现成像处理器的A/D转换.目前,电路板已经调试完毕,性能指标达到了要求.     

微波数据压缩及定标测试方法的研究

针对星载合成孔径雷达系统回波数据容量大、难以满足星地链路间传输速率要求的问题,根据max-lloyd量化方法获得了回波数据量化压缩的门限,提出星载SAR数据自适应量化编码压缩和解压缩的具体实现方法。同时,以理想调频连续波信号为发射定标信号,对星载合成孔径雷达系统数据压缩及解压缩过程中的误差进行了详细的分析,并且根据雷达系统压缩后的回波数据在数据高速传输过程中的帧格式,对雷达回波数据进行了二进制的解码及解压缩操作,获得了数据的真实大小。最后,通过Matlab/GUI编程设计了能够对雷达回波数据进行定标分析、解码及解压缩的软件演示系统。通过人机交互的设计,将数据处理过程中的实验结果以dat数据、图片数据和word文档数据等形式进行了存储和显示。     

一种宽带雷达回波信号模拟器设计

雷达回波信号模拟是雷达系统研制的重要组成部分,通过分析对比三种信号模拟方法各自的特点,根据实际工程背景选择了一种最适合的宽带雷达回波信号模拟器设计方法。该设计方法基于FPGA+AD9957结构,文中首先以固定点目标为例分析了ISAR信号目标回波的特点,然后根据相应的回波信号特点介绍了模拟器的设计思路及模块构成并阐述了基于AD9957的宽带信号生成方式。经实验证明,该回波信号模拟器具有输出带宽大和产生复杂信号的能力,满足工程技术指标要求。     

用AD9054实现高速A/D转换

高速A/D转换是雷达实时成像系统的重要组成部分,其功能是通过高速A/D转换器完成对雷达回波信号的实时量化,将雷达接收机输出的回波模拟信号转换成数字信号。本文主要讨论采用AD公司的AD9054实现成像处理器的A/D转换。目前,电路板已经调试完毕,性能指标达到了要求。     

一种基于动态解码的SAR原始数据饱和校正方法

由于星载SAR原始回波数据的量化动态范围通常较小,故实际运行中,原始数据饱和的情况时有发生,成为影响图像质量的重要因素之一。该文针对星载SAR常用的均匀量化和分块自适应量化(BAQ)压缩两种方式,分别提出了基于动态解码的饱和校正方法,有效减小了图像的饱和功率损失,提高了SAR图像辐射精度,并改善了图像信噪比。仿真结果验证了该文方法的有效性。     

基于DDS幅相调制的多点目标回波模拟技术

基于单片DDS器件AD9910,设计并实现了多目标雷达回波模拟器。讨论了LFM多目标回波信号的特征,并结合AD9910器件功能,提出了采用DDS频率扫描模式产生LFM信号,同时通过DDS并行数据端口输入幅相调制信息,模拟产生多目标LFM回波。经过对仿真和实测数据的分析,验证了方法的有效性。所提方法设计简单,信号质量良好,不增加额外硬件即可实现多点目标模拟功能,在雷达系统调试方面具有重要的应用价值。     

基于FPGA的线性调频雷达信号产生与数据采集的设计与实现

线性调频雷达是一种通过对连续波进行频率调制来获得距离与速度信息的雷达体制。该文介绍了一种由FPGA控制实现的线性调频雷达信号的产生与数据采集系统。AD5542A产生三角波调制信号,采用数字的方法实现了对雷达前端VCO非线性的校正。AD7655实现数据的转换与采集,通过USB接口将数据保存至计算机。系统的控制与同步由FPGA完成,如此设计可以实现可控的调制信号频率和AD采样率,从而可以更加有效地提取雷达回波信号中的距离速度信息。     

DBF-SAR系统1 bit量化的可行性分析

该文针对DBF-SAR系统数据率巨大的问题,研究了在低信噪比条件下1 bit量化的可行性。提出了两种信号处理方法:(1)回波1 bit量化;(2)回波和距离向匹配滤波器都1 bit量化。通过理论分析和仿真验证,1 bit量化的两种处理方法均能正确反映出目标位置及散射特性,不影响图像空间分辨率,但会产生虚假目标并抬升旁瓣,且虚假目标幅度随着回波信噪比的升高而增大。因此仅在单通道回波信噪比低于5 dB左右时使用1 bit量化才有意义。     

合成孔径雷达饱和数据校正方法及其应用研究

该文针对经过A/D变换的SAR回波原始数据,基于最优量化理论,研究了通过计算数据的标准差,按照特定的增益函数关系进行饱和数据校正的方法,并将该方法应用在雷达成像处理中,能够得到良好的改善效果。     

基于FPGA的激光回波数据采集与传输系统

传统的激光测距机只是通过测量激光发射主波和目标反射的回波的时间间隔来测量目标距离的。这种方法简单易行,但是没有充分利用信号波形所携带的信息,没有达到探测系统的最佳信噪比。为了提高信号的信噪比、增加激光测距机的作用距离,可以采用全波形高速采样的方案,这些激光全波形数据可用于后续处理的幅度累加、自相关、互相关等处理,能够有效地提高回波信号的信噪比。本文的工作是这种测距方案的一个重要组成部分,包括高速AD采样、FPGA的时序控制、数据采集和传输等部分。针对激光回波数据采集与实时传输的要求和AD采样芯片的多通道、数据量大、速率快的特点设计了基于现场可编辑逻辑门阵列(FPGA)、单时钟先进先出存储器FIFO(First-In- First-Out)和RS232接口总线的激光回波数据采集与实时传输系统。系统主要以FPGA和RS232协议为核心,主要研究采用状态机设计模块来将系统各个模块联结起来。由FPGA向AD芯片写入配置数据的同时,也接收AD芯片的输出数据并送入到FIFO存储器进行缓存和运算处理,处理好的数据由RS232总线发送给上位机进行数据处理。仿真实验结果表明系统逻辑准确,可以满足激光回波波形实时采集与传输的基本要求。     

基于TMS320C6713的雷达信号实时模拟器

介绍了高分辨率逆合成孔径雷达中频回波信号形式。根据高分辨雷达回波信号特点，采用TMS320C6713和AD9857，设计了一种具有实时模拟能力的雷达中频回波信号源。针对DSP实时生成目标特征数据的速度问题，文中重点作了探讨，提出了一种基于直接数字合成思想的算法，给出了信号模拟的流程。实践证明，该模拟器达到了设计要求。     

激光引信饱和漂移误差消除算法

为保证激光引信在近程的测距精度,文中针对恒比定时法在激光接收器饱和时会发生跳变点前移的现象,提出一种基于回波功率方程的误差补偿算法。通过线性化模型描述脉冲信号,推导了饱和漂移误差的解析表达式,分析了其随回波信号上升沿斜率的变化规律。根据回波功率方程,在小角度入射特定目标的条件下,建立饱和漂移误差补偿数学模型;通过实验标定误差补偿表达式,得到修正后的测距公式,验证了饱和漂移误差补偿方法的有效性。实验结果表明:激光引信在回波信号饱和时测距有较大偏差,最大偏差达到1.4 m;采用误差补偿方法后,可使偏差控制在0.5 m以内。研究可为小型化高精度激光引信测距系统设计提供理论参考。     

一种高效雷达信号模拟器

为了给某些雷达信号处理算法的研究提供一种有效验证手段,设计此款雷达信号模拟器。系统基于DSP＋FPGA＋DDS架构：以DSP为核心,将AD9957作为基本目标信号产生器,在DSP的控制下FPGA产生基带数据提供给上变频芯片AD9957,完成中频模拟信号的产生。该模拟器创新地利用基于乘法器的迭代算法模拟多种类型雷达回波信号,特别适合产生大时宽信号。这种架构在产生多目标,和差信号方面比传统方法更节省硬件资源。结果表明,该系统集成度高,可扩展性强,数据产生方法高效。     

高频雷达海洋回波信号的混沌特性研究

高频波段海洋回波信号表现了非线性和频谱时变性.传统的谱分析方法,无法反映回波信号在时间上的演化规律.本文应用混沌动力学方法分析和计算了高频波段海波回波信号的混沌特性参数,并通过高频地波雷达实测数据的验证,首次得到了高频无线电波海洋回波信号呈现混沌特性的结论.这一结论对高频雷达目标探测和海态遥感研究都具有重要意义.     

18位A/D转换器AD7674及其应用

针对目前超声波测距系统对数据采集的精度、速度的要求越来越高,同时又要求接口电路简单、传输可靠性好,设计并实现了应用于采集超声波回波信号的高速数据采集系统.该系统以TMS320F2812作为主控制器,AD7674作为高速模数转换器,以SPI作为数据传输接口.通过对TMS320F2812和AD7674的SPI时序及控制寄存器的研究,给出了正确配置SPI模式的方法和控制过程,解决了关键线路的信号完整性问题.实际试用表明:在以40 kHz超声波进行测距的系统中,误差不超过2 mm,盲区控制在1 cm以内,满足了高精度超声渡测距系统回波信号采集的需要.     

机载GNSS海面回波信号的模拟

为了模拟较为真实的GNSS海面回波信号,除了GNSS海面反射信号外,海杂波信号也是必不可少的.海杂波的建模和仿真是回波信号模拟逼真度的决定因素.文章运用网格映像法划分海面杂波单元,并确定合适的幅度分布模型和功率谱模型,完成机载海杂波信号的建模.最后,进行了海面回波信号的模拟仿真,并与机载实验的实测数据进行了比较,结果表明仿真数据与实测数据的相关系数可优于0.9,从而验证了该方法的有效性和合理性.     

Mie散射激光雷达大气回波信号经验模式分解算法的研究与应用

详细论述了经验模式分解(EMD)的激光雷达大气回波信号降噪信号处理方法.并进行系统仿真及实验验证.这种基于EMD的去噪算法适合处理含有脉冲的信号(如Block,Bump和脉冲回波信号等).通过利用该算法对米(Mie)散射激光雷达大气回波信号进行分析处理,其结果表明该去噪方法能去除大气回波中含有的噪声,能为下一级消光系数反演提供高信噪比(SNR)的初始数据.     

MGC数据处理与更新方法研究及实现

星载SAR MGC数据处理与更新是提高SAR图像质量和可视化效果的重要技术手段之一,研究MGC数据处理与更新方法对进一步提高我国星载雷达定量化水平具有重要的理论意义和实际应用价值。通过对SAR原始回波数据统计特性的分析,研究了不同量化压缩方式下的饱和校正策略,实现了数据的饱和校正和MGC更新。同时设计并开发了一个实用的MGC数据处理与更新软件,为卫星侦照MGC的设置提供可靠依据。通过实际数据的充分测试和验证,表明方法和软件均具有很好的实用价值。     

数字信号处理中信噪比影响因素分析

针对实际信号处理系统信噪比相比理论仿真存在较大恶化的问题,分析了AD器件对数字信号处理结果的影响,以及AD器件的信噪比和有效位数之间的关系;基于简单的信号处理模型,仿真分析了数字信号处理过程中,本地信号的量化位数对信号处理结果的信噪比、信噪谐波比和有效位数的影响。分析结果表明,量化位数增加会提高信噪比,数字信号处理过程中2 bit量化和12 bit量化信噪比相差30 d B左右。针对AD器件选择和信号处理过程设计方面提出了获得较高信噪比的建议。     

一种基于DDS的雷达中频模拟器

介绍一种基于DDS芯片AD9854的雷达中频目标模拟器,以ADSP—BF532处理器为核心,以AD9854ASQ频率合成芯片为基本目标信号产生器,产生一组和、差模拟中频回波信号,可产生常规脉冲、相位编码、线性调频等多种不同调制方式的雷达中频回波,输出一组和、差两路模拟中频回波信号,可用于多种新体制跟踪雷达的调试和训练。