基于ADC083000的高速数据采集系统设计

文章以超宽带雷达侦察接收机信号处理为应用背景,论述了一种基于ADC083000的高速数据采集系统的设计方案。该方案以Xilinx公司Virtex-5系列FPGA为平台,控制高速模数转换器ADC083000,完成雷达信号的带通采样、数据传输、存储、信号处理功能,并选取高速DDR2作为存储设备,解决海量数据存储问题。该方案实现了软件、硬件设计,测试结果验证了方案的可行性。     

基于时频分析的雷达侦察信号处理技术

现代雷达系统越来越多地采用复杂的非平稳信号波形,给电子侦察系统的信号处理提出了越来越高的要求,不仅需要检测出信号包络,还要对雷达信号分选和识别的关键脉内特征参数进行分析提取．为此,将广泛应用于分析和处理非平稳信号的时频分析技术引入雷达侦察信号处理中,介绍了短时Fourier变换、小波变换和WVD等线性和非线性时频分析方法,并应用这些方法对雷达常用的线性调频信号进行了时频分析和计算机仿真,仿真结果证实了方法的有效性．     

二维扩展频谱系统下的PARAFAC接收机

对二维扩展频谱系统的接收信号经过IDFT(离散傅里叶反变换)模块后的信号进行分析,表明此信号具有三线性模型特征;为此,提出了二维扩展频谱系统下PARAFAC(平行因子)接收机算法,该算法先利用三线性交替最小二乘(TALS)算法估计出信源矩阵,然后对其进行判决.仿真结果说明:二维扩展频谱系统PARAFAC接收机算法性能随着SNR增加越来越逼近于非盲相干检测接收机,而且在较低SNR条件下它们具有相近的性能.该算法无需时域扩频码、频域扩频码和信道衰落信息,是一种真正意义上的盲的检测算法.     

七通道360MHz高速采样接收机设计

设计了一种高速7通道的数字接收机系统.该系统的工作流程为雷达信号经微波前端转变成雷达中频信号,中频信号经过ADC芯片转化成数字量,数字量经FPGA的解串、混频、滤波等操作转换成信号的实部和虚部.采集数据经FPGA处理后通过EMIF接口传送至DSP,并完成后续的复杂信号处理.该系统的采集速率为360MSPS.经过实测检验该系统实现了7通道的高速数据采集和处理传输,实现了较高性能的同步.经过对ADC芯片采集数据性能的测试,数据采集达到了较高的性能.该设计完全符合设计要求,能够满足当前电磁环境复杂环境下的雷达信号处理分析的需求.     

一种大规模MIMO低精度量化检测算法

为解决大规模MIMO中低精度量化器的使用带来的性能下降问题,提出了一种新的消息解量化算法(MPDQ)。该算法以低精度ADC接收机为基础,搭建了一个大规模MIMO系统模型。利用ADC的结构特性提出了1-bit量化系统的MPDQ检测算法,并将其推广到n-bit量化系统,推导了MPDQ算法在n-bit量化系统中的迭代计算公式。在不同基站天线数量、不同用户数量条件下,仿真验证了该算法的准确性和有效性。仿真结果表明,低精度ADC可以提高系统的频谱效率,MDPQ算法在n-bit量化系统中具有优异的性能,3-bit量化在综合考虑成本和性能的情况下是一种理想的方案。     

基于FFT的GPS信号快速捕获算法研究

GPS信号捕获是GPS接收机信号处理的关键技术之一,选择合适的捕获方法对接收机的工作性能有很大改善.传统的串行捕获算法计算量大,捕获时间长,无法满足GPS接收机实时处理的要求,而基于FFT的GPS信号快速捕获算法弥补了串行捕获算法的不足.通过MATLAB仿真对基于FFT的GPS信号快速捕获算法进行了仿真实验,并采用Monte Carlo方法对算法的频偏及码偏估计性能进行验证.仿真结果验证了FFT捕获算法的有效性和可靠性.     

基于AWR1642的汽车防撞雷达设计

防撞雷达在智能汽车的环境识别中具有不可替代的作用,介绍了一种基于AWR1642的汽车防撞雷达设计,通过对4通道接收机接收到的回波信号,在时域上使用FFT算法对障碍物进行距离探测,空域上使用DBF算法进行方位探测,从而得到障碍物的距离和方位信息.根据AWR1642传感器提供的技术参数提出了本系统的主要技术指标,并加以论证.仿真实验结果表明,该系统能满足测距、测角的精度要求.     

一种基于蚁群算法的多平台ESM信息数据融合方法

随着雷达技术的日益发展,单舰雷达侦查系统已经不能满足复杂电磁环境的需求.为了克服传统的单舰雷达侦察系统的不足,文章采用多舰协同侦察的思想,首先共享其他平台侦察的ESM信息,然后采用蚁群聚类算法对ESM信息进行相关处理,并对相关的雷达辐射源信号特征进行信息融合,从雷达辐射源知识库中找出要协同识别的雷达型号.     

基于目标优先级的增量式雷达辐射源信号参数识别方法

陆、海、空的战场侦察、监视、定位和跟踪等应用领域产生了海量、动态增加的雷达辐射源信号参数侦察数据。传统雷达辐射源信号参数分析方法无法高效利用新侦察数据,以提高雷达辐射源识别能力,特别是难以应对高威胁级别的辐射源目标的识别。提出一种基于目标优先级别的增量式雷达辐射源信号参数分析方法,能够有效针对新辐射源信号参数侦察数据进行增量式学习,大大提高高威胁雷达辐射源目标的识别能力。仿真实验证实了该方法的有效性。     

基于FM信号的外辐射源雷达组网系统多传感器选择算法

提出一种基于调频广播(FM)信号的外辐射源雷达组网系统多传感器快速启发式算法,目的是使系统能够动态地协调各部FM信号接收机的使用,进而在资源有限的条件下达到更好的目标参数估计性能。该算法采用相干克拉美罗界(CRLB)作为代价函数,并通过贪婪快速启发式算法对优化问题进行了求解。仿真结果表明,所提算法不仅可以在系统资源有限的情况下提升目标的参数估计性能,而且可以大大减小计算量,具有很强的实用性。     

稀疏步进频合成孔径雷达成像算法

提出了一种适用于稀疏步进频信号的成像算法,以较少的时间和频谱资源完成了雷达目标成像。该算法将稀疏步进频回波数据等效为均匀步进频回波数据的观测值,利用压缩感知重构算法实现目标区域的距离向重构,然后经过距离徙动校正与方位向脉压完成对目标场景成像。仿真结果表明:该算法在发射频点高度稀疏条件下仍能实现高分辨成像。采用地基雷达实测数据验证了算法的有效性。     

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。     

基于频率分集逆合成孔径雷达的多重信号分类目标成像算法

将频率分集的思想应用在逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar,ISAR)成像中,通过单频信号合成宽带信号,可解决系统发射接收宽带信号复杂的问题.但窄带的合成可视为宽带信号的稀疏采样,由此带来了旁瓣提高等难点.提出一种基于频率分集ISAR体制的多重信号分类(multiple signal classification,MUSIC)目标成像算法,该算法将合成阵列接收的回波信号协方差矩阵进行特征值分解,得到信号子空间与噪声子空间,然后根据二者的正交性构建谱函数对目标位置进行估计,得到目标的超分辨二维像.将MUSIC算法与后向投影(back projection,BP)算法做了对比,仿真结果表明:在有较强噪声环境下,前者仍能有较好的成像效果,证明本文方法的应用可有效解决频率稀疏带来的高旁瓣问题.     

线性调频和巴克码组合调制雷达信号性能分析

由于单一调制的低截获雷达信号很容易被敌方截获接收机截获,从信号波形出发,本文提出来一种脉内线性调频、脉间7位巴克码（LFM-Barker）组合调制的低截获雷达信号波形。通过理论推导与数值仿真,分析了该组合调制雷达信号的时频域信号形式,时频域匹配处理特性,模糊函数,时移频移联合参数估计以及低截获特性。结果表明,LFM-Barker组合调制雷达信号具有好的时频特性,高的距离与速度分辨率,提高了雷达信号的低截获性能。     

雷达回波信号的多普勒瞬时频率仿真研究

雷达回波信号是非平稳的时变信号,其瞬时频率是雷达接收机所接收到的回波信号的重要参数,可以获知空间目标的运动信息.本文分析了雷达回波信号处理过程中产生的多普勒瞬时频率的数学基础,其信号频谱峰值随时间的变化而变化,并采用时频分析的方法仿真了多普勒瞬时频率的性能参数,以获得回波信号的多普勒瞬时频率时间域与频率域的联合分布信息,便于获知空间目标的运动情况,更好地探测、跟踪空间运动目标.     

短波信道下直扩信号检测与载频盲估计

针对通信侦察识别中广泛遇到的短波信道下直接序列扩频信号(DSSS)的检测与参数估计问题,提出了一种利用广度优先搜索邻居(BFSN)聚类分析提取未知信号高阶循环累积量循环频率的算法。该算法通过聚类比较截获信号的各类峰值,剔除干扰和奇异类信号,克服了短波信道中常见的多径效应引起的码间串扰(ISI)影响,从而实现了在低信噪比条件下,对直扩信号进行检测和载频的盲估计。对算法进行了理论分析,并通过计算机仿真验证了该算法在低信噪比下具有较好的稳健性。     

S波段船载测波雷达接收机设计及实现

在S波段船载测波雷达中,为实现对天线采集的回波信号能进行良好的信号处理,提出了一种适用于线性调频中断连续波(frequency modulated interrupted continuous wave,FMICW)的S波段船载测波雷达接收机的设计方案.此方案可分为模拟部分和数字部分,其模拟部分含有低噪高性能的射频前端模块;数字部分包括单端转差分转换器、模数转换(analog to digital converter,ADC)模块、数字下变频模块和数字信号处理(digital signal processor,DSP)模块,其中DSP实现了时序控制和信号处理的功能.最后在系统设计完成后对雷达接收机灵敏度、1 dB压缩点、线性动态范围和整机系统闭环的测试结果进行比较分析,验证了该雷达接收机设计方案的合理性,将雷达接收机接入雷达系统后可获取有效准确的雷达数据.     

联合信道状态编码的基函数生成算法

针对远距离情况下基函数频谱失配导致的TDCS性能下降的问题,提出一种联合信道状态编码的远距离TDCS基函数生成算法。该算法通过对远距离收发两端的信道状态进行四进制合成编码,将联合信道划分为4种状态,根据频谱失配程度选择信道状态好的频点进行数据传输,并在解调前对接收信号进行滤波。理论分析表明,在相同情况下,使用联合信道状态编码机制的频谱利用率高于频谱交换机制的频谱利用率,从而有效避免收发两端放弃通信,更加接近TDCS的实际应用。仿真结果表明:该算法的抗干扰性能优于频谱交换机制,能够有效提高系统的频谱利用率,降低频谱失配对抗干扰性能的影响,扩展TDCS的应用范围。