数字下变频与脉冲压缩系统的设计与实现

数字下变频与脉冲压缩一直是雷达信号处理中的关键技术之一。应用现场可编程门阵列(FPGA)的IP核技术,研究了一种基于FPGA的数字下变频与脉冲压缩系统的实时实现方法。首先提出了系统的整体结构,然后介绍了数字下变频模块、脉冲压缩模块及接口模块的设计方法。在单片FPGA上实现了对实际采集的中频Chirp信号进行8K点或2K点可变点数的数字下变频与脉冲压缩处理,通过与Matlab软件计算结果的对比,验证了FPGA实时计算的正确性。最后分析了系统的可实现性与实时性。     

雷达数字化接收与脉冲压缩通用结构研究

具有高速中频数字采样、数字下变频、正交相位检波、大时宽脉冲压缩的现代雷达数字接收系统,其时域的数字下变频、正交相位检波、脉冲压缩实现包含了大量的乘加运算,如何进一步简化算法,降低运算量,值得研究。在介绍了各个处理模块原理的基础上提出了一种新的基于频率域一体化实现算法,此算法与时域级联实现方法相比显著降低了运算量。同时给出了工程实现的通用结构,在此基础上对一种典型情况进行了Matlab仿真,仿真结果表明此方法结构简单,有很强的工程应用价值。     

基于OMP的非合作宽带脉冲压缩雷达信号的压缩感知研究

压缩感知技术可以用来实现对非合作宽带信号的欠采样快速处理。宽带脉冲压缩雷达能够有效解决雷达探测距离和距离分辨力的矛盾,在探测领域得到了广泛应用,为实现对非合作宽带脉冲压缩雷达信号的快速欠采样接收处理,本文首先开展了信号稀疏分解与重构算法研究,通过对贪婪算法、凸松弛类算法、组合类算法三大算法进行对比分析,选用了运行速度快且重构精度高的正交匹配追踪(OMP)算法针对非合作宽带脉冲压缩雷达信号进行压缩感知仿真分析。仿真结果表明:在一定信噪比条件下,OMP算法完全能够实现对非合作宽带脉冲压缩雷达信号的欠采样和信号重构,从而实现了对非合作宽带雷达信号的欠采样处理,为处理非合作超宽带雷达信号提供了很好的理论指导。     

基于FPGA的宽带信号数字下变频设计与实现

为了实现机载雷达数据记录仪对宽带雷达回波信号的实时存储,提出了一种基于FPGA的宽带中频信号数字下变频结构。讨论了多相滤波正交化和分布式算法的基本原理,给出了宽带中频信号数字下变频的实现方案,重点对结构中正交化和抽取滤波两个模块进行了分析设计。Matlab仿真结果和FPGA仿真结果表明：该宽带中频信号数字下变频结构具有...     

对脉冲压缩雷达的移频干扰及其实现

脉冲压缩雷达的大时宽带宽积使其具有较强的抗噪声干扰能力，而脉冲压缩信号的时延和频移间存在着强耦合的致命弱点，使得对其进行距离欺骗干扰容易实现。通过数学理论公式推导和计算机数值模拟仿真，评估了移频干扰对线性调频脉冲压缩雷达和13位巴克码脉冲压缩雷达实施距离欺骗干扰的效果，最后提出了两种移频干扰的实现方法。     

基于CSD方法滤波器的FPGA优化设计

在高速信号处理中，特别是在大时宽带宽积条件下，高速雷达信号的数字正交采样和脉冲压缩包含大量的乘加运算，运算量非常大，使用DSP芯片实现需多片处理完成，使系统的工作延迟大、成本高、功耗大、调试困难。文中采用CSD（Canonic Signed—Digital）算法的思想，实现数字正交采样和脉冲压缩滤波器算法优化，可显著降低运算量，使用可编程逻辑器件迅速快捷完成系统的硬件设计，并用Ahera公司的FPGA芯片进行了验证，最后给出了结果比较和分析。     

基于部分脉压的雷达测距方法

对线性调频（LFM）回波信号部分遮挡情况下的数字脉冲压缩进行了理论推导,并与完整信号的数字脉冲压缩进行了对比,证明了部分脉压不会影响雷达测距,但雷达的距离分辨率有所降低。最后给出了仿真结果。仿真表明,部分脉压可以扩大雷达的实际作用距离,这与理论推导结果相一致。此方法对于大时宽雷达具有一定的应用价值。     

相位编码和线性调频雷达信号参数设计

现代雷达系统广泛采用脉冲压缩技术,在确保雷达作用距离和速度分辨力的前提下,采用大时宽带宽积脉冲压缩信号提高距离维分辨力。脉冲压缩雷达对目标回波具有很高的压缩比,而对不匹配的干扰信号则压缩比很小。本文重点讨论了相位编码和线性调频两种典型脉冲压缩信号的波形参数设计,并给出了设计实例。     

基于ADSP-TS101的数字正交采样和脉冲压缩的高效算法实现

针对雷达信号处理中数字正交采样和脉冲压缩的大运算量问题，提出了用频域方法把正交采样和脉冲压缩结合实现的高效算法，大大减少了运算量，提高了雷达信号处理的吞吐率和实时性。在ADSP-TS101上，验证了这个算法实现数字正交采样和脉冲压缩的速度性能和精度。     

大时宽带宽雷达信号高速脉压技术研究

以大时宽带宽雷达应用为背景,提出利用FPGA完成高速脉冲压缩的方案。对双通道正交和FPGA实现频域脉压作了详细分析。结果表明,该技术对大时宽带宽雷达实时得到高分辨一维距离像（HRRP）有重要意义。     

基于CSD算法的高阶FIR滤波器优化设计

在通信或雷达领域的高速实时信号处理中,通常包含大量的高速高阶FIR滤波器的设计。例如在雷达信号处理中,要进行数字正交采样和脉冲压缩器的设计,要求滤波器速率高,阶数大,运算量非常大。若使用DSP芯片则需多片处理完成,使得系统的工作延迟长、成本高、功耗大、调试困难。该文根据CSD（Canonic Signed—Digital）算法的思想,实现了高阶高速FIR滤波器的优化设计。该算法可显著降低算法的运算量,可用可编程逻辑器件迅速快捷地完成系统的硬件设计。文中举例用Altera公司的FPGA来实现数字正交采样和脉冲压缩滤波器算法优化,进行了实验验证,最后给出了结果比较和分析,证明这对基于FPGA的高阶FIR滤波器的设计有实际意义。     

舰载大时宽脉冲压缩雷达编队抗干扰技术

研究了大时宽脉冲压缩体制雷达同频干扰的干扰特点,着重分析了脉间随机相位LFM信号的相关特性。针对大时宽脉压固态发射雷达的特点,提出了新的雷达抗同频干扰信号处理方法,并对舰船编队综合抗同频干扰的方法进行了总结。     

现代雷达信号处理的数字脉冲压缩方法

脉冲压缩技术是雷达信号处理的关键技术之一。文中主要从信号形式、优势和不足、应用场合等方面介绍线性调频、巴克码、多相码、非线性调频等几类常用脉冲压缩信号，提出在时域和频域实现数字脉冲压缩的统一数学模型，推荐了相应的工程实现方法。根据具体雷达的目的和不同类脉压信号的特性，设计最佳脉冲压缩滤波器是提高雷达脉冲压缩性能的关键。     

多模式雷达信号源设计与实现

基于DDS理论,设计并实现了多模式雷达信号源。可以灵活产生LFM、NLFM、单频、相位编码等多种脉冲信号波形,能有效验证脉冲压缩与信号处理单元的工作性能。测试结果满足系统要求。     

LFM信号的部分相关数字脉压分析

线性调频脉冲是现代雷达系统中常用的一种重要的大时宽-带宽积信号。文中对LFM信号在部分相关情况下的数字脉冲压缩进行了理论推导,并将其与完全相关数字脉压的情况进行对比,分析了时延特性、压缩比、主副瓣比和主瓣宽度等压缩性能参数。在基于实用的情况下,提出了两种解决方法,其中一种通过硬件时序设计完成,另一种则是进行软件拼接。通过在实际雷达系统中的应用表明这两种方法都是切实可行的。     

高分辨一维距离成像技术在某地面雷达的实现

介绍了高分辨一维距离成像技术在某雷达的实现。基于现有并行处理结构的ADSP21060硬件平台,对大带宽时宽信号进行频域脉压,得到一维高分辨距离像。实验结果表明,该实现可较好地分辨密集编队飞行的目标架次和识别机型的大小,为开展地面雷达的ISAR成像和自动目标识别奠定了基础。     

线性调频信号两种加权滤波的等价性

在雷达信号处理中,雷达接收的线性调频信号通常要输入匹配滤波器或者互相关器进行处理,并且采用各种窗函数降低压缩脉冲的距离副瓣。文中以采用海明窗降低副瓣为例,证明了大时宽带宽积线性调频信号的加权匹配滤波器和互相关器输出近似等价,然后利用仿真实例对此加以检验。当采用其他余弦型窗降低副瓣时,其近似等价关系保持不变。     

基于TMS320C6201的并行高速实时数字脉冲压缩系统研究

线性调频脉冲是最经典的大时宽-带宽积信号形式,但是这种信号的数字处理需要极大的处理量.本文研制了一个基于TMS320C6201的高速实时数字脉冲压缩系统,具有1600MIPS处理能力.针对TMS320C6201的特点,提出了在VLIW体系结构下,提高FFT并行运算效率的方法,从而使系统完成512点数字脉冲压缩的时间仅为124us,基本达到TMS320C6201的性能极限.针对系统定点运算的问题,提出了定点FFT的改进算法,可以兼顾运算速度和精度的要求;对所提出的定点算法的误差进行了理论分析,并在实际的系统中验证了理论分析的结果.研究并解决了系统实现中高速电路等关键技术问题.目前,该系统已成功应用于某雷达系统中,长期工作稳定可靠.     

伪随机二相码码元选取及信号处理算法研究

相位编码信号是低截获概率雷达信号的主要形式之一,能够提高雷达的生存能力。本文阐述了随机二相码的选取原则,在通过计算机仿真选取了适合条件的一组码元的基础上,对数字正交、频域脉冲压缩、旁瓣抑制滤波器设计等信号处理算法及静止和运动目标情况下旁瓣的抑制效果进行了研究和仿真。仿真结果证明了文中分析的正确性。