LFMCW雷达测距系统及其信号处理算法的设计

设计了一款基于ARM单片机的线性调频连续波(LFMCW)雷达测距系统,其采用三角波调制的LFMCW雷达实现目标距离测量。介绍了LFMCW雷达的基本结构和实现目标距离测量的原理,并重点研究了LFMCW雷达测距系统的信号处理算法——快速傅里叶变换(FFT)和线性调频Z变换(CZT)联合的测距算法(FFT/CZT联合算法)的实现。经理论计算和MATLAB仿真分析表明,FFT/CZT联合算法可以显著提高计算效率和精度。     

超高速FFT处理器的研究

提出了在现场可编程门阵列(FPGA)上实现512点基-8快速傅里叶变换(FFT)算法的设计方案.方案采用了单芯片超高速的FFT处理器结构,满足了实时信号的处理要求.通过采用基-8算法、流水线结构以及32位的浮点数据,提高了FFT的运算速度并减少了FPGA内部的资源占用.本设计方案在100MHz的时钟下,完成了512点基-8 FFT运算需要,满足了高速数字信号处理的要求.     

谐波分析高效算法的研究

从满足电能质量测量的实时性要求出发,尽量减少数据的计算量,研究开发了基于复序列的FFT算法;该算法与FFT比较,分析同样序列长度的电压、电流数据,使其FFT运算量减少了一半.因此该算法在电能质量在线监测系统中得到了很好的应用.     

雷达脉冲分选算法的研究

介绍了SD IF和CD IF两种传统的脉冲分选算法,并分析了它们各自的优缺点.在比较了传统雷达脉冲分选算法的基础上,介绍了一种基于可变TOA差级的运算量更小、速度更快的分选算法.计算机仿真结果表明,该方法提高了雷达脉冲分选效率,能够成功分选出高密度雷达环境中的复杂形式的脉冲信号,满足了现代战场电磁环境的要求.     

基于FPGA的基8-FFT处理器设计

 ^{提出了在现场可编程门阵列（FPGA）上实现4096点基8快速傅里叶变换（FFT）算法的设计方案。方案对蝶形器、旋转因子产生器和输入/输出接口进行了分析和优化,整个算法的流程采用了流水线的工作方式,提高了运算速度并减小了FPGA内部资源的占用。通过仿真测试,并同Matlab定点模型进行了对比。本设计方案在100MHz的时钟下,完成4096点基8-FFT运算需要2.048?滋s,完全满足高速数字信号处理的要求。}     

基于LMS算法的连续波雷达多径干扰抑制研究

在连续波雷达中,多径干扰波相对于目标回波可能具有很强的能量,造成对微弱目标回波信号检测的干扰。为了克服多径干扰的影响,提出了基于传统LMS和频域块LMS自适应算法的雷达多径干扰抑制方法,并进行了仿真分析。结果表明这两种算法都可以有效抑制多径干扰且具有相似的效果,但采用快速FFT技术的频域块LMS算法较传统LMS算法具有更快的运算速度。     

利用DSP Builder设计定点FFT处理器

分析了FFT算法的原理,并利用DSP Builder建立了输入为8点基-2 FFT算法的基本模型,在Simulink和QuartusⅡ中分别进行了仿真,并将仿真结果与Matlab仿真值进行了比较,实现了8点实序列FFT算法.基于DSP Builder的FFT算法设计简单,可以重复使用,大大提高了设计效率.     

CORDIC算法在气球载雷达系留姿态处理中的应用

文章分析了气球载雷达的功能,指出气球载雷达由于载体特性,需要根据气球姿态对雷达目标进行实时修正。利用FPGA实现流水线结构的CORDIC算法能够对气球姿态传感器回送数据进行实时解算,占用资源少,综合频率高达100 MHz,通过仿真可以看出,综合结果完全能够适应高速实时处理的要求。     

FFT算法的并行处理研究

通过对串行FFT算法分析,针对其不足,从理论上研究了将蝶形网络FFT算法进行并行处理。具有较高的加速比和总效率,对实现FFT算法的并行实时系统具有一定的指导意义。     

利用DSP Builder设计定点FFT处理器

分析了FFT算法的原理,并利用DSP Builder建立了输入为8点基-2 FFT算法的基本模型,在Simulink和QuartusⅡ中分别进行了仿真,并将仿真结果与Matlab仿真值进行了比较,实现了8点实序列FFT算法.基于DSP Builder的FFT算法设计简单,可以重复使用,大大提高了设计效率.     

基于专用芯片的高速实时FFT系统实现研究

研究了基于专用芯片的高速实时ＦＦＴ系统的点数和精度问题，分析了统一的ＦＦＴ算法与ＦＦＴ专用芯片的级联问题；定标算法与ＦＦＴ专用芯片的精度问题，提出了一种高速实时ＦＦＴ系统的实现方案和性能测试方法，并根据实测数据讨论了ＦＦＴ系统的精度。     

两种在频域编译RS码的方法

本文讨论了利用快速傅立叶变换(FFT)编译RS码的技术,并在此基础之上独立地提出了两种在频域编译RS码的方法.在这两种方法的实现中,译码只需要进行一次傅立叶变换,因而大大加快了译码速度,并减少了运算量.     

基于CPLD实现可扩展(I)FFT处理器的设计

提出了基于CPLD(复杂可编程逻辑器件)实现傅立叶变换点数可灵活扩展的高速FFT处理器的结构设计以及各功能模块的算法实现,包括高组合数FFT算法的流水线实现结构、读/写RAM地址规律、补码实现短点数FFT阵列处理结构以及补码实现CORDIC(坐标旋转数字计算机)算法的流水线结构等,输入数据速率为20 MHz时,1024点FFT运算时间约为50 us.     

FPGA实现高速加窗复数FFT处理器的研究

研究采用FPGA设计高速专用FFT处理器的实现方法，使处理器能对复数数据顺序进行加窗、FFT及模平方运算．本设计具有4个特点：设计实现了只用一个运算单元进行以上3种运算的方案，有效地节省了逻辑资源；采用流水方式提高了系统的处理速度，使通信、计算、存储等操作协调一致；采用块浮点算法使系统兼有定点运算速度高与浮点运算精度高的特点；采用TMS存储模式，降低了对外围电路的速度要求．该设计方法可以广泛应用于高速数字信号处理领域．     

快速傅里叶变换（FFT）的浮点模拟快速算法

提出了一种快速傅立叶变换（ＦＦＴ）运算的快速实现方法。利用该方法对浮点数进行模拟计算，极大地提高了ＦＦＴ的运算速度，论述了ＦＦＴ浮点模拟算法的原理，推导出了溢出控制方程及误差控制方程，计算结果表明，该算法的计算误差在１％以内。讨论了用Ｃ语言实现浮点模拟快速算法的具体方法。     

线性调频Z变换在信号频谱分析中的应用

由于快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform,FFT）算法不能精确反应信号的局部频谱特性,对此,本文以按时间抽取（DIT）的基-2FFT算法为基础,并参考基于FFT的布鲁斯坦（Bluestein）算法,设计了新的信号频谱分析软件,用于对实序列采样信号做线性调频Z变换,即频率抽样处在Z平面上,可沿任意螺线做频率抽样的频谱分析方法.结合工程实践对相同采样点数的信号在0—50Hz频率段做频谱分析,由频谱图可以看到,采用线性调频Z变换算法远比采用FFT变换算法求得信号的频谱更精确.     

高速浮点FFT处理器的FPGA实现

介绍了一种基于FPGA的1024点自定义24位浮点FFT处理器的设计。采用改进的蝶形运算单元,减小了系统的硬件消耗,改善了系统的性能。采用流水的方式提高了系统的处理速度,使计算与存储器读/写等操作协调一致;浮点算法使得系统具有较高的处理精度。该设计方法可以广泛应用于高速数字信号处理领域。     

电力系统中谐波分析的高精度FFT算法

在非同步采样情况下快速傅立叶变化存在较大的误差,特别是相位的误差,无法直接用于电力系统谐波分析.为了减小非同步采样对快速傅立叶变换的影响,提高电力系统中的谐波分析精度,文中通过加窗和插值对原算法进行了改进.仿真结果表明,改进后的算法在非同步采样时,分析精度有显著提高.     

任意点存储器结构FFT处理器地址策略

提出一种针对任意点数运算的并行地址无冲突的存储器结构的FFT处理器.该方法利用高基底的分解方法减少整体计算时钟周期,以及小基底互联的多路延迟交换结构降低计算引擎的复杂度.该方法可以将存储器结构FFT处理器中的几个重要特性如连续帧处理模式,多点数计算和并行无地址冲突等特点集成在一起.另外,素因子FFT算法也被运用到该处理器当中用以降低乘法器个数和蝶形因子存储,以及满足任意点数的计算需求.设计了一种统一的基-2,3,4,5的Winograd算法的蝶形计算单元用以降低计算复杂度.实验仿真结果表明,本FFT处理器在122.88 MHz工作频率下功耗只有40.8 mW,非常适合LTE系统的应用.