新一代脉冲多普勒天气雷达信号处理相关设计

随着气象雷达技术的快速发展,对信号处理相关技术提出了更高的要求。针对某型脉冲多普勒天气雷达信号处理的技术要求,对信号处理/监控分系统中的NDSP板进行了相关设计。NDSP板采用DSP和FPGA作为主要功能芯片,集成了光纤接口、网络接口、静态随机存取存储器、同步动态随机存取存储器等。在NDSP板中,实现了滤波、数字视频积分处理、脉冲对处理、快速傅立叶变换、解速度模糊、解距离模糊、大动态拼接、信号处理自检等功能。通过在脉冲多普勒天气雷达整机上进行测试和连续运行,NDSP板能满足信号处理相关技术指标要求,并具有集成度高、性能稳定、故障率低等特点。     

一种新的变步长LMS自适应滤波算法

本文通过建立步长因子μ与误差信号之间的非线性函数关系,提出了一种新的变步长LMS(LeastMean Square)算法.该算法具有初始阶段和未知系统时变阶段步长自动增大而稳态时步长很小的特点,且克服了S函数变步长LMS算法(简称SVSLMS算法)在自适应稳态阶段μ(n)取值偏大的缺陷.理论分析和计算机仿真结果表明该算法的性能优于SVSLMS算法.     

广义系统多传感器信息融合Kalman状态预报器

研究了广义离散随机线性系统的多传感器信息融合状态估计问题。依据Kalman滤波理论,在线性最小方差信息融合准则下,推导出广义系统分别按矩阵、对角阵和标量加权的三种多传感器信息融合Kalman预报器,并给出了两个广义子系统之间的预报误差互协方差阵的计算公式。仿真说明,融合后的Kalman预报器的精确度高于每一个子系统;按标量加权信息融合Kalman预报器与按矩阵加权和对角阵加权信息融合Kalman预报器相比,虽然精确度有所降低,但损失不明显,并可减少计算负担,便于实时应用。     

基于双DSP的无功与谐波自动补偿装置的设计

提出了基于双DSP结构的有源滤波与无源滤波相结合的无功与谐波动态补偿原理和方案,设计了无功与谐波自动补偿装置主电路结构与控制系统。采用基于双DSP结构的有源滤波器可以大大改善滤波性能,并能抑制LC电路与电网之间的谐振,提高补偿系统动态性能。此装置能使电力系统的功率因数提高到0.9以上,同时可有效抑制供电网的谐波。     

基于H.264的时间可分级编码结构的研究

阐述了基于H.264/AVC的时间可分级编码结构,等级B图像编码和运动补偿时间滤波(Motion-compensated Temporal Filtering,MCTF)技术,从编码效率和信噪比可分级两个方面对这两种技术进行了实验仿真,并从多个方面进行了对比和理论分析.     

孔径合成式毫米波辐射成像系统中频处理方案的研究

本文通过对3种常见中频处理结构的分析,确定了在孔径合成式毫米波辐射成像系统中采用多相滤波I/Q解调结构。利用低通滤波结构的分析方法,通过仿真成像,设计出多相滤波结构的参数,为多相滤波结构的性能分析提出了一条新思路。     

超宽带SAR数字正交解调器设计

超宽带正交解调器是高分辨率合成孔径雷达(SAR)系统的关键部件之一,其性能直接影响到成像的效果,而数字方法能在一定程度上降低误差。本文给出了1种超宽带数字正交解调器的设计方法,选择采样频率为四倍带宽,节省了2个高速乘法器的开销;采用线性规划理论中单纯形方法优化设计双滤波器通道的系数,得到很好的脉冲压缩效果。并给出了硬件设计方案,使用FPGA实现高速并行滤波。该数字正交解调器能很好地应用于高分辨率SAR系统。     

机器人多维力传感器标定Kalman滤波

在多维力传感器标定过程中,往往出现比较大测量噪声,零漂幅度较大,严重地限制了多维力传感器标定精度。鉴于KALMAN滤波器在滤除系统随机干扰噪声方面良好效果,并考虑到在力传感器标定加载前,噪声信号便于测量的特点。本文从单维力传感器入手,把标定测量模型简化为一阶惯性和零阶保持器串联,并把传感器的输入／输出分为有载荷作用和无载荷作用两个状态,分别推导出输入／输出关系,获得单维力传感器状态和测量方程,并进一步推导出单维力传感器KALMAN滤波算法。在合理假设基础上,再使单维力传感器标定KALMAN滤波算法推广到多维力传感器。标定实验表明,在多维力传感器标定中,KALMAN滤波有效地滤除了测量噪声,提高了标定精度。     

Galileo导航滤波器设计

针对Galileo系统提出扩展卡尔曼滤波器算法。该算法从Galileo接收机输出的定位结果入手,采用当前统计模型,利用线性卡尔曼滤波器进行动态定位数据的处理。本模型简单,实时忡好,滤波后定位精度得到提高。仿真结果证明该模型是有效的。     

基于场景运动分析的弱小目标形态学检测方法

本文提出一种基于场景运动分析的弱小运动目标形态学检测方法:首先利用场景运动分析校正序列图像,应用本文提出的结构元进行Top-Hat形态学滤波以抑制背景杂波,将滤波图像进行二值化和差分处理以提取可疑目标并抑制虚警,使用点-航迹关联法最终捕获目标.外场试验表明,同传统的形态学检测方法相比,可有效抑制航拍图像中的地物干扰,降低虚假目标数量.