电离层高精度高频多普勒频移参量的时域探测方法

针对电离层数字测高仪垂直探测中频域探测方法的不足,利用电离层回波信号相位测量分析和运算处理算法,开发并实现了一种时域探测方法,用于实时获取高精度高频多普勒频移信息.实验观测表明:新发展的电离层时域探测方法可以实时获得高精度高频多普勒频移参量,能够满足电离层小尺度扰动观测研究需要.     

电离层测高仪高速采集系统设计

电离层测高仪数据采集是进行频高图标定及电离层参数研究的基础,其采样的精度对频高图标定有着重要的影响.采用基于IP硬核方案的PCI Express总线测高仪高速采集系统,设计了以FPGA (EP4CGX150CF23C8N)为系统控制核心和高性能模数转换器ADC(LTC2192)作为数据采集系统硬件主要模块.利用Visual C++6.0的平台完成采集系统驱动程序及编写上位机应用软件实现了软件设计模块.利用数字测高仪平台对武汉、北京、海南地区电离层进行常规观测,对采集的频高图完成本地存储.分析采集的频高图与原始数据,结果表明:利用设计的PCI Express总线采集系统相比原ISA总线在精度与DMA传输速度上有较大提高,采集得到的频高图O波与X波轨迹更为清晰.原始数据图显示出回波信号的幅度变化与多普勒频移.     

基于ARM7的电离层测高仪射频信号源的设计与实现

指出了电离层测高仪中射频信号源模块的主要功能是产生用于发射的射频编码调制脉冲信号,以及用于下变频和相位解调的本振信号,利用ARM7芯片和DDS(Direct Digital Synthesizer)技术设计实现了电离层测高仪中的射频编码调制脉冲信号和本振信号.实验结果表明:该信号源所产生的高频信号具有精度高,频率转换时间短等特点,完全可以满足电离层测高仪对信号源的技术要求.     

基于FPGA的实时互相关运算器

以光纤传感系统空间定位问题的研究为背景,探讨了互相关算法在大规模现场可编程门阵列(FPGA)的实现方案,设计出流水线操作的互相关运算器,并应用VHDL语言实现了互相关运算器.该互相关运算器在64 MHz的时钟下,能够对二路监测信号进行互相关处理,实时完成128点探测距离的互相关运算,为光纤传感系统的后续空间准确定位奠定了基础.利用大规模的FPGA硬件资源丰富特点,用硬件电路实现互相关运算,有效提高了数据处理速度,实现了数据检测的实时性,有效解决光纤干涉仪传感系统中空间信息稳定实时提取的难题.     

武汉地区 Es 回波多普勒特性的观测与分析

利用最新研制的高频多普勒接收机对10MHz BPM授时信号进行了长时间监测,应用数字信号处理技术,获取连续高精度的多普勒频移,结合PDI-2数字测高仪观测到的电离层频高图数据,实现了对Es层反射回波特性的研究.构建了电离层不规则体反射电波理论模型,仿真出在该模型下电离层反射回波的多普勒谱特性,并结合高频多普勒接收机的实测数据,绘制了Es回波的多普勒频移曲线,结果表明:仿真结果与实测结果很好地吻合,并基于此估算出了Es层不规则体的运动速度.     

敏捷数字测高仪正交有源环天线设计与应用

为减少接收天线占地面积,降低架设难度,实现敏捷数字电离层测高仪的流动组网观测,设计了一种可用于1 MHz～30 MHz电离层回波探测的小型正交有源环天线,配合敏捷数字电离层测高仪,组成了具有多种工作模式的电离层高频回波探测系统.测试结果表明:该正交有源环天线与传统的正交折合偶极子天线相比,接收到的频高图质量基本相当,均可接收到电离层多次回波并区分电离层回波的O波与X波.结果表明:正交有源环天线在保证探测频高图质量条件下很好地解决了接收天线小型化问题,具有性价比高、架设简单的优点.为观测场地受限及需要临时流动观测的实际应用场景提供了良好的解决方案,具有广阔的应用前景.     

MP3解码在数字信号处理芯片上的并行实现

由于MP3解码算法比较复杂,其中大多数运算是32位的运算,但是一些数字信号处理(DSP)芯片只支持16位的定点运算.为了在支持16位定点并行运算的数字信号处理(DSP)芯片上并行实现MP3解码程序,通过研究MP3定点解码程序中的运算特点和常用的支持16位定点并行运算的数字信号处理(DSP)芯片的特点,提出了MP3解码程序中32位的加法、减法和乘法运算在支持16位运算的DSP上的并行实现方法.实验表明,该算法充分利用了DSP芯片的并行功能,解码效果与参考C代码解码效果一致.     

基于FPGA的无线呼叫系统跨学科综合设计案例

该文介绍了一种无线呼叫系统的实验设计。通过实验,学生能够掌握射频收发、信息编码解码、输出显示与音频驱动电路的工作原理和实现。该实验基于FPGA技术和硬件模块电路实现,能够有效地将EDA技术、通信原理、数字逻辑、射频电路以及乐谱原理等相关知识点进行整合和运用。通过实验,学生能够得到硬件与软件方面的实际工程训练,提升综合设计分析和解决问题的能力,使跨学科知识的交叉应用与创新实践能力得到培养。     

基于FPGA的数字图像处理

随着数字多媒体技术的不断发展,数字图像处理技术被广泛应用于航空航天、通信、医学及工业生产等领域中。图像处理系统一般包括两个部分：图像采集部分和图像处理部分。图像采集部分由专用的视频处理器、图像缓存和控制接口电路组成。图像处理部分可以是计算机,也可以是专用图像处理器件,或者是两者的结合。由于底层图像处理的数据量很大,要求处理速度快,但运算结果相对比较简单,以FPGA作为主要处理芯片的图像处理系统非常适合于对图像进行处理。     

基于Xscale与FPGA的微小型飞行器控制系统的硬件设计

以微小型飞行器为控制对象,设计了一种基于Xscale FPGA的双芯片微小型数字控制系统.该系统用基于Xscale架构的微处理器处理导航算法和控制算法,用FPGA处理外部信号核心.选择嵌入式Linux作为软件平台,完成了Bootloader设计、嵌入式Linux的裁减和主要器件FPGA的驱动设计.针对FPGA所需处理的信号,设计了用于A/D采样的硬件电路,采用硬件描述语言对电路模块进行了软件设计.实验测试结果表明,该系统具有较高的集成度和较好的实时性.