基于FPGA的信道化数字接收机的研究与仿真

雷达电子战数字信道化接收机能够处理同时到达的多个信号并有较高的截获概率,是当前国内外研究重点。采用了一种基于多相滤波结构的宽带数字信道化接收机方法,通过信道化降低后续信号处理速度,可满足宽频段覆盖、高灵敏度、高截获概率和实时处理能力。对系统基于FPGA实现信道化数字接收机,时分复用完成算法。     

基于线性调频信号的分数域奇偶信道化接收的方法研究

针对线性调频宽带脉冲信号,提出了一种基于分数阶域的奇偶交替信道化接收的方法.首先介绍了分数域奇偶信道化的相关原理及其工程实现的高效结构,然后分析了宽带线性调频信号经过分数域奇偶信道化后的输出信号样式.通过仿真验证,该方法对非平稳信号具有很好的能量聚焦性,避免了信号在滤波器组过渡带时出现的跨信道问题,对于提高输出信号的信...     

高速高效信道化接收机及其FPGA实现

讨论了基于多相滤波器组的高速高效信道化接收机基本原理以及FPGA具体实现方案.该方案利用多相滤波的高效性和FFT的灵活性,大大降低运算速率和运算量,能够对前端上百兆带宽信号进行实时处理.系统仿真结果证明了该方法是对宽带信号具有全概率截获的能力.     

一种基于Stratix EP1S80的信道化中频接收机

提出了一种改进的多相滤波器组信道化接收结构,给出了基于EP1S80 FPGA的设计实现方案,实现了对中频信号的正确接收.改进后的多相滤波器组信道化接收结构的各信道输出信号相互间不混叠,且更易于硬件实现.实验结果验证了本设计的有效性和可行性.     

宽带数字接收机脉冲信号提取实现

在一种高效宽带数字信道化接收机模型的基础上,利用高性能FPGA数字信道化接收机的搭建,并完成雷达脉冲信号参数的提取.针对均匀信道化处理跨信道信号和时域重叠信号时的问题,提出了脉冲上下沿频率判决和双进程状态机等处理手段.实现了跨信道信号的合并与时域重叠信号的分离,有助于雷达信号脉冲包络和脉冲描述字的提取,具有时效性高的优点.在FPGA上仿真实现验证了方法的实用性.     

一种基于SDR可重构多通道雷达发射机

雷达侦察系统对于配套实验用雷达信号发射机往往需要可以同时发射多种参数、软件可配置的雷达信号。针对实际需求,提出了一种基于软件无线电(software defined radio,SDR)可重构多通道雷达发射机系统,该系统以SDR平台为构架,通过现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)实现多通道数字信道化发射机结构模型。在建立实信号信道化发射机基本数学模型的基础上,推导并得到了一种具有计算高效、结构简单的多通道雷达发射机模型。在基于SCA软件协议规范下,构建了SDR可重构多通道的雷达发射机模型,给出了硬件软件实现的基本框架和步骤。对提出的多通道雷达发射机高效结构模型进行了MATLAB仿真,验证了多通道雷达发射机高效结构模型的正确性。该结构模型已经在实际系统中得以应用,在工程应用方面具有一定的实用价值。     

宽带雷达侦测的两级数字信道化技术

在分析数字信道分离原理的基础上,对数字信道化的实现结构进行了有效改进,提出了降低数据率和硬件实现难度的两级数字信道化实现结构;并对相应的滤波器进行了分析设计。通过对四种雷达信号宽带侦测的仿真分析,验证了该结构的有效性与可行性,它提高了信道的频率分辨率,降低了滤波器的阶数和设计难度,易于硬件实现,在宽带雷达信号侦测中具有广阔的应用前景。     

带宽准匹配的高灵敏度数字信道化接收机

提出一种通过多级检测和综合分析实现可变带宽数字信道化接收机的方法. 设计了该数字信道化接收机的实现原理和具体工作流程,对系统硬件实现框架及软硬件体系结构的建立进行了讨论. 针对数字信道化接收技术实现中信道宽度和接收机灵敏度之间存在的矛盾,使用该方法进行了具体的参数设计. 研究结果表明,该方法可对多种带宽信号实现与其带宽对应的准匹配接收,最大程度地提高信号检测灵敏度.     

跨信道检测仲裁的信号集合更新算法

基于数字信道化接收机的信号集合更新模型,提出了跨信道检测仲裁的集合更新算法及其实时实现结构. 该方法以信号的频率特征为原则,与现有算法以信道特征为原则不同,解决了噪声环境中单载频信号和调频(FM)信号跨信道输出问题. 理论分析和仿真结果证明了该算法的有效性. 该算法已经应用于某数字信道化接收机.     

基于滤波器组的数字射频存储系统

提出一种应用于储频式雷达干扰机的数字射频存储(DRFM)系统设计方法.分析了综合滤波器组理论及DRFM系统的一般实现方法,利用分析综合滤波器组对信号的分解、重构能力,设计了基于分析综合滤波器组的DRFM系统.该DRFM系统保持了数字信道化接收具有的频率覆盖范围宽、动态范围大等优点,并解决了数字信道化接收时宽带跨信道信号的恢复问题.以该数字射频存储系统为核心的某储频式雷达干扰机已通过了外场测试,进一步证明了该系统的正确性.     

基于AD9430的数字接收机设计与实现

介绍了一种基于AD9430的数字接收机的设计,给出了系统实现的具体方案,并对各部分硬件电路的设计进行了阐述.对FPGA内部各主要功能模块设计做了详细介绍,给出了各功能模块的具体实现结果,并通过仿真验证了各功能模块的正确性.该系统可以在硬件平台不变的情况下,通过改变软件程序实现不同功能和技术指标的系统,具有较高的通用性和实用价值.     

基于FPGA的GPS接收机跟踪环路设计与实现

为提高GPS基带芯片跟踪环路的性能,提出一种基于FPGA跟踪环路的具体设计与实现方案.研究了GPS接收机跟踪环路的基本原理,在分析现有算法的基础上,采用锁频环辅助锁相环、动态码环和载波环辅助码环策略,利用Xilinx公司FPGA软硬交互工作方式的优点,在一片FPGA芯片上实现整体方案.该设计方案可提高系统的运行效率,节省系统资源,降低硬件成本.试验结果验证了其可行性与有效性.     

水下声学调制解调器动态可重构数字系统设计与实现

提出一种动态可重构的水下声学调制解调器数字系统, 此系统将调制、解调模块定义为可重构模块, 根据水下声学信道的检测结果, 动态调整其调制解调方式和数据率, 以提供低误码率、低能耗的通信。在Xilinx XUPV5 FPGA开发板上完成数字系统的实现与软硬件协同验证, 结果表明功能正确, 数字系统可以动态配置为2FSK和2PSK模式。与传统FPGA实现方法相比, 动态可重构的设计方法提高了算法设计的灵活性, 节约了数字系统硬件实现的资源。     

一种TD-SCDMA中频数字接收机设计

本文介绍了一种TD-SCDMA中频数字接收机的设计,该中频接收机利用AD9238实现中频信号采样,利用FPGA实现数字下变频,并采用DSP完成后续信号处理。给出了该接收机硬件电路设计的具体方案,并对各部分硬件电路设计进行了阐述。FPGA的应用使系统灵活性增强,一些信号处理算法可移植到FPGA中实现,提高了系统的运算速度。     

硬件进化的快速算法模型研究

针对硬件进化(evolvable hardware，EHW)存在的进化规模的扩展能力问题，研究了以内嵌式EHW的自适应要求为条件的染色体表示及计算复杂性问题．为提高遗传机器学习计算效率，根据FPGA(field programmable gate array)内部的结构特点，将可重构硬件的结构映射为遗传学习的染色体表示，提出一种符合EHW要求的二雏染色体的遗传机器学习方法——ISPitts，构造了一种动态遗传机器学习框架．实验结果显示，新方法不仅完成了四位比较器的内嵌式EHW实现，而且具有较高的进化效率．     

可重构路由器研究的现状与展望

随着新业务和新应用的不断推出,传统路由器在业务升级能力及升级响应速度方面已不能满足网络发展的需求。实时电路重构技术利用可编程器件可多次重复配置逻辑状态的特性,能够在系统运行时根据需要动态地改变系统的电路结构,利用可重构技术实现的路由器能够支持新业务模块的硬件电路在芯片内动态加载,同时又不影响其他功能模块的正常运行,为传统路由器功能扩展能力差问题提供了解决思路。在介绍可重构技术的基本概念和支撑器件的当前发展概况后,对以往的可重构路由器技术和当前的研究现状进行了总结,并从构建可重构网络的角度分析了进一步的研究方向。     

SDR中一种新型调制平台的设计与实现

提出了一种微控制器+U盘的FPGA脱机重构方案;采用此方案设计了SDR中一种新型通用的硬件调制平台;配合调制IP核实现了对不同类型基带信号的多种调制以及海量配置数据的脱机重构。微控制器通过扫描键盘来调用U盘内相应的配置数据对FPGA进行在线重构;FPGA根据重构数据对基带信号进行处理并发送到数字正交上变频(DUC)芯片中,实现调制信号的输出,同时把调制信息反馈给微控制器;微控制器把当前调制状态信息发送到LCD进行显示。与传统的调制方法相比:该平台功能强大、操作灵活、调制种类多、软件易升级、支持动态脱机重构,具有较高的工程应用价值。     

容差判决和参数估计结合解决信道化接收机跨信道问题

大带宽信号通过信道化接收机后会在多个信道内产生输出,出现跨信道问题。如何快速有效地解决跨信道问题具有十分重要的意义。文章分析了相邻信道输出信号间的时间关联关系,提出了判断多信道输出信号是否来自同一辐射源的判定准则,以及一种可靠的信号时间参数估计方法,能够简便有效地解决跨信道问题。仿真结果显示:在接收机系统参数固定的情况下,能够有效地进行辐射源的同一性判定,当信噪比大于-3dB时,参数估计算法具有较高的精度,其中脉冲幅度的相对误差不超过7%。     

一种数字信道化接收机参数编码方法

研究一种基于多波束比幅测角的数字信道化接收机参数编码方法.描述了数字信道化接收机的参数编码流程,详细论述编码过程中通道间幅度测量同步和脉冲到达角(DOA)测量方法.采用该方法的数字信道化接收机的脉冲描述字(PDW)编码与典型接收机的一致.实践证明,该方法可以满足复杂电磁环境下雷达信号处理实时性的要求.