LPI雷达数字信号处理系统匹配滤波器的设计与实现

简要介绍了一种新研制成功的低截获概率雷达高速数字信号处理系统。由于采用了海杂波对消、高速数字匹配滤波器、高速FFT滤波器和τ-fd两维一次判决技术，大大缩短了捕获高速目标的时间，提高了动态性能。侧重对高速数字匹配滤波器的设计、解决多普勒失谐的方案进行较详细的论述。     

基于脉动阵列结构的高速匹配滤波器设计

文章讨论了高速数传系统中匹配滤波器的设计问题。文中给出了FPGA实现中基于DSP搭建的脉动阵列匹配滤波器架构,同时为了提高滤波器的工作时钟频率,对滤波器进行了多相分解,将高速的串行输入数据降速为多路并行数据进行多相滤波,进一步提升了输入数据时钟频率,为实现高速解调提供了保证。     

循环相关匹配滤波器设计

在谱相关分析的基础上,讨论了对循环平稳信号进行最佳滤波的问题,推导得到了基于最大输出信噪比准则的循环相关匹配滤波器的解析表式.然而,由于该滤波器性能与所选取的循环频率是相关的,单循环频率循环相关匹配滤波器存在固有的缺陷-信号能量利用不充分.为此,研究了多循环频率循环相关匹配滤波器组的设计方法,在最大输出信噪比准则约束下确定了滤波器组的优化结构.仿真实验比较了谱相关分析方法和循环相关匹配滤波方法,对调幅信号和BPSK信号的仿真实验结果证实了文章理论分析得到的结果.     

神经自适应匹配滤波器

文中讨论了匹配滤波器的神经网络实现方法，通过这种方法可使匹配滤波器的性能逼近最佳，同时摈弃了传统地难以实时处理弊端。     

时间尺度域的匹配滤波器与信号检测

本文从连续子波变换和子波级数的性质及子波的框架理论出发，推导了时间尺度域的匹配滤波器形式，理论分析表明它的思想性能和匹配滤波器相同。     

DS/CDMA通信中匹配滤波器的FPGA设计

匹配滤波器因具有大的时间带宽积而在扩频和CDMA通信中受到极大重视，不仅作为快速捕获和RAKE分集等传统技术的最佳方案，而且在多用户检测、智能天线、多速率甚至是软切换等方面也都能发挥其优势；对匹配滤波器捕获的基本原理进行了研究并着重讨论了其多种FPGA实现结构。     

基于FPGA的扩频接收机中数字匹配滤波器的设计

本文在分析匹配滤波器的工作原理及制约数字匹配滤波器性能的主要参数后,在文献[5]所给出折叠匹配滤波器的基础上设计了一种改进的折叠匹配滤波器结构,该结构具有更好的可实现性和更少的FPGA资源消耗。该设计已经应用于某型号中频数字化直接序列扩频接收机中,并取得了满意的效果。     

直扩系统中数字匹配滤波器的设计仿真

主要讨论了量化比特数和取样间隔对数字匹配滤波器（DMF）解扩电路性能的影响，通过直扩系统（DSSS）的仿真结果表明；DMF的量化比特数取3时，量化误差可忽略不计（近似为无穷量化结果）；而在低抽样率下依靠DMF的样值序列前端处理（FEP）可以使系统误码率达到高抽样率的效果，而硬件代价却大大减小。     

碳纤微电极检测系统高阶滤波器的设计

为了改善碳纤维微电极检测系统的频率响应和时延特性,达到高质量低噪声检测细胞极环境下信号的目的,本文基于MAX274和滤波器软件设计系统输出的8阶贝塞尔低通滤波器,通过Multisim10软件进行仿真分析、测试和实际应用测试,结果表明系统通带内具有恒定的增益、有效信号波形不失真和带宽外噪声下降。     

星载激光测高仪系统接收滤波器的带宽优化设计

星载激光测高仪(SLA)接收滤波器带宽(RFB)直接决定系统的使用性能。根据星载激光测高仪的工作原理,建立了激光测高仪回波信号及输出信噪比(SNR)的简化模型,并推导了测距误差、探测概率和虚警概率的数学表达式。在探测概率和虚警概率满足阈值要求的前提下,提出了一种以测距误差最小化为依据的滤波器带宽优化设计方法。以MOLA-2星载激光测高仪系统为例,仿真计算出不同目标倾角对应的滤波器带宽值及其测距误差的分布规律。结果表明,在0°～40°目标倾角范围,滤波器带宽优化设计值比传统方法设计的结果要大,其差异达到0.7～58.7MHz,而对应的测距误差要小于传统方法解算的数值,其差异为0.2～16.2m。受测量对象多样性和复杂性的限制,无法使每个探测目标对应一个滤波器,则采用多个通道的滤波器分段式地对优化的测距误差分布曲线进行拟合,以获取到每个通道的滤波器带宽及对应的探测目标倾角范围。滤波器带宽优化设计方法为其实际制造提供了一种更为优越和可行的方案。     

二元光学元件在星载激光测高仪中的应用

采用二元光学元件通过波面变换实现了对光束发散角的压缩，同时大大降低了系统的重量。计算和实验表明本系统可将出射光束的发射角压缩至小于20μrad，完全满足了测高仪的要求，并且不会对其测程造成影响。     

高重频激光地面足印探测器峰检电路的设计

设计了一款两级峰值检测电路,实现对上升沿为3 ns、脉宽为5 ns、下降沿为3 ns、重频为10 kHz的脉冲信号的峰值检测与保持,利用STM32单片机的模数转换器完成电压信号采集。给出以APD为光电探测器件的地面探测器系统的基本结构框图,利用探测器系统中的放大电路模块使接收激光脉冲宽度从1 ns展宽至5 ns,搭配峰值检测电路模块实现窄脉宽、高重频激光信号的检测与数据记录。利用信号源完成峰值检测电路部分的功能测试,使用重频为1 kHz、脉宽约为1 ns的激光器完成探测器系统整体的功能测试,实验证明此系统可以较好地检测并记录该激光信号的峰值。     

用于钛宝石激光器的可调谐双折射滤光片的综合设计

本文讨论了用于可调谐钛宝石激光器的双折射滤光片的设计原理,并且给出了一个设计实例,它由３片石英晶片组成,厚度分别为１、２、４ｍｍ;晶片与光轴的夹角２８°,调谐范围从７００￣１０００ｎｍ,在整个范围内,次峰的透过率被抑制在１０％以下。     

激光测高仪接收信号波形模拟器

分析了激光测高系统中接收信号的建立过程及其相关物理量;在忽略大气对激光脉冲的影响下,推导出接收信号和目标响应函数的理论模型,表明了接收信号可以看作是发射信号与目标响应函数的卷积。以现有的测高系统(GLAS)为例,采用网格划分的方法,将目标模型离散化,进而模拟出不同观测角及目标模型情况下的接收信号波形。同时将模拟波形的输出参数与测高仪理论计算得到的参数进行了比较,结果发现:模拟接收波形的脉宽与理论计算的脉宽吻合度达99.5%;模拟波形的总光子数与国际上GSFC模拟器得到的总光子数仅相差0.4%;脉冲重心对应的高度值与实际设定的高度值仅相差1%。从而验证了该方法的正确性和可靠性。     

一种基于宽带低噪声THS4012运放的激光测高仪前置放大电路设计与实现

激光测高仪依靠回波信号包含的信息来反演地面目标的物理特性,因此必须保持回波信号的保真度和高信噪比.通过选择合适的探测器、设计与探测器匹配的放大电路、设计可以最大信噪比提取信号并保持滤波信号波形的滤波器来达到系统指标.讨论了激光测高仪前置放大电路的设计原则,分析了测高系统中对放大器选择的要求.实验表明,所设计的前置放大电路可以有效地满足设计要求.     

星载激光测高仪地面定标系统软件设计

星载激光测高地面定标系统具有布设场地大、探测器数目多、环境恶劣的特点,为了实现地面定标系统激光信号光斑质心计算和精确计时的高效性,设计了地面定标系统软件,并详细介绍了软件各个模块的实现算法。该软件通过在计算机系统外部扩展外设,主要实现了数据处理和计时功能,软件包含时间戳数据处理模块、激光光斑地面质心计算模块、大气折射延迟校正模块、计时模块。使用该软件对资源三号02星场地外场实验进行数据处理,实验结果表明,该方案切实可行。     

纳秒无衍射贝塞耳光脉冲参量的分析与测定

从理论和实验两方面分析测定了纳秒无衍射贝塞耳光脉冲的相关参量.由广义惠更斯-菲涅耳衍射积分理论出发给出了平行光通过轴棱锥后的光场分布、最大无衍射准直距离、最小中心光斑半径等参量的表达式,并进行相关参量的数值模拟.实验采用平-抗共振环(ARR)腔被动调QNd∶YAG激光器和轴棱锥系统获得了高稳定的纳秒贝塞耳光脉冲,测定了其脉冲宽度、最大无衍射距离、横面光强分布及最小中心亮斑尺寸,实验结果与理论分析相吻合.利用胶片扫描法给出了光脉冲的截面光强分布精细结构,其分辨率远高于普通的光束分析仪.     

一种用于激光一维条码扫描枪的边缘增强型滤波器

通过分析激光一维条码扫描枪的激光束纵断面特征,借助卷积和拉普拉斯变换,得出激光束对二值条码图像高斯滤波效应的确切表达式.利用高斯滤波效应的表达式,设计出能消除该效应并能使波形边缘增强的Bessel滤波器.应用MATLAB对设计出的Bessel滤波器进行仿真,结果显示该滤波器在提升边缘细节的同时不会增强噪声,对改善一维条码信号方面有参考价值.     

激光测高仪中基于现场可编程门阵列的高精度飞行时间测量

设计了在激光测高系统中基于单芯片现场可编程门阵列(FPGA)的高精度时间间隔测量模块。该模块采用高频计数器实现粗时间测量,差分延时线内插技术完成细时间测量,时间分辨率为300 ps。该芯片同时还集成了时序切割电路、回波脉宽测量和数据传输模块等。在环境温度20℃时对该测量模块进行精度测试,获得标准偏差为94.68 ps,转换成距离为1.42 cm。最后通过地面检测,整个系统在500 km范围内的一般条件下可获得测高精度±50 cm。