运用压缩感知技术实现雷达侦察告警接收机改进

针对雷达侦察告警接收机前端信号采集效率要求越来越高,而高性能采样的量化精度和采样速率受AD自身硬件限制的突出问题,在压缩感知信号处理算法(CS算法)的基础上,根据数字雷达侦察告警接收机设计了一种改进型雷达侦察告警接收机方案。该方案首先用压缩感知技术直接采集压缩后的信号;然后再进行低速AD采样;最后用非线性迭代重构还原信号。压缩后的信号用低速AD即可完成信号的模数转换,极大地提高了AD的应用效率。仿真结果表明,该型雷达侦察告警接收机能很好地满足大瞬时带宽及动态范围信号采集要求,同时将复杂运算移交给后续的信号处理,极大地减轻了雷达侦察告警接收机前端的负荷,具有良好的可操作性和应用前景。     

基于DDS阵列的发射数字波束形成系统设计

设计了一种基于高性能DDS芯片AD9959的数字阵列雷达发射数字波束形成系统。该系统的核心器件为2片AD9959与1片FPGA芯片。系统以全数字方式产生8通道相参雷达信号,具有幅相控制灵活、易于扩展、模块化、体积小等特点。最后以实测图表的形式说明了系统的杂散抑制,相位噪声,灵活的幅相控制等性能。     

基于数字信道化的弱信号检测方法研究与实现

随着空间电磁环境的日益复杂,雷达信号侦察接收机的检测性能要求越来越高。基于这种检测性能要求,设计了一种宽带均匀数字信道化接收机,采用自相关累加和中值滤波理论相结合的方法进行信号检测,可以区分同时到达的两个功率强弱不同的脉冲信号。MATLAB和FPGA仿真结果表明,在输入信噪比不低于-6 dB的情况下,对弱信号的检测概率能到达98%以上,检测方案稳定可行,具有一定的工程应用价值。     

一种基于GPU的数字信道化处理方法

为了减少数字信道化接收机的开发成本,提高吞吐量与处理速度,对被动雷达截获信号数字信道化接收机的结构进行了研究,提出了一种基于GPU的数字信道化接收机的实现方法。该高效结构不仅节省了硬件成本,缩短了开发周期,而且加快了处理速度,达到了准实时性。实验结果表明:基于GPU的运算平台与CPU平台相比较,处理速度提高一倍左右。     

基于数字接收机脉压雷达信号截获技术研究

脉冲压缩(PC)雷达是典型的低截获概率(LPI)雷达,基于传统的雷达对抗侦察接收机与传统的检测手段很难有效截获。长期侦察表明:目前外军雷达信号形式多为脉压信号,这对我军现役的雷达对抗侦察接收机提出了严峻的挑战。数字接收机相对传统的模拟接收机有着突出的优势,基于数字接收机对PC雷达信号进行检测是根据PC雷达信号特点,充分发掘数字接收机优势的新的检测方法,有着现实的实际意义,值得深入研究。     

一种新的二次雷达信号盲分离算法

针对应答脉冲信号的混扰现象影响二次雷达询问机解码的问题,提出了一种基于和差单脉冲天线以及二次雷达信号代数性质的二次雷达信号盲分离新算法。该算法通过分析二次雷达信号的ZCM(零/恒模)特性,采用了一种用于二次雷达信号分离的代价函数,进而由代价函数最小值对应的单脉冲比求解得到混合矩阵和分离矩阵,最终实现二次雷达信号的盲分离。仿真结果表明,当信噪比不低于20 d B时,该算法无需任何先验条件可有效分离出二次雷达信号。     

连续波掩护信号技术研究

瞬时测频(instantaneous frequency measurement,IFM)接收机具有截获概率高、瞬时带宽大、分辨率高等优点,被广泛应用于雷达告警、雷达侦察等电子对抗设备。因此对IFM接收机的干扰能有效提高雷达的生存概率。给出了IFM接收机的结构,分析了同时到达信号对IFM接收机测频的影响,最后提出了使用连续波射频掩护信号干扰IFM接收机测频工作的方法,并且在SyetemVue平台上对该方法进行了仿真实现,仿真结果验证了方法的有效性和不同条件下连续波掩护信号对IFM接收机的干扰效果。     

DFS2000天线——一种先进的侦察雷达测向天线

现代侦察雷达接收机通常具有输入频带宽、灵敏度高、动态范围大、能瞬时处理高密度复杂雷达信号等特征。除此之外还要具有测量每个脉冲到达方向角(AOA)的能力,因而该侦察雷达接收机具有较高的截获概率(POI),而这一点对处在有敌方雷达信号环境的侦察雷达的平台来说是生死攸关的。     

基于单片机与FPGA的多通道数字I/O电路设计

针对传统数字I/O电路功能单一,无法满足设备不同信号传输时序不同的需求,利用单片机丰富的外设接口功能以及FPGA引脚数目多、逻辑控制能力强的特点,设计了基于单片机和FPGA架构的多通道字I/O电路,应用于某型防空武器系统的火控计算机。该设计采用STM32的FSMC并行总线实现单片机与FPGA的连接,利用QuartusⅡ开发平台对FPGA内部相关模块进行逻辑设计与搭建,实现多通道信号交互。经实际验证,该方案切实可行,满足火控计算机设计需求,能够实现火控计算机与外围单体之间的信号交互。     

一体化接收中匹配滤波的子带处理算法

针对雷达接收机和雷达对抗侦察接收机存在的不同特征,提出了基于信号重构的雷达与雷达对抗侦察一体化接收技术。首先利用复指数调制滤波器组将中频带宽分解为若干子带,再通过频谱感知和信号重构实现非均匀动态信道化,最后利用非均匀动态信道化技术分别接收雷达回波信号和辐射源直射信号。为了满足一体化接收机的瞬时动态范围、灵敏度、监视带宽以及频率分辨率等性能指标的要求,引入一种大值高阻带衰减原型滤波器设计方法。理论分析和仿真实验验证了该一体化接收技术的有效性。     

高速多通道数据采集传输系统的设计

设计了一种基于FPGA与DSP的高速多通道实时数据采集传输系统。该系统通过FPGA实现对时钟、ADC、DSP等芯片的功能配置,采集数据由FPGA预处理后通过EMIF接口传送至DSP,并完成后续的复杂信号处理。该系统最高数据采集速率可达500 MSPS,FPGA与DSP之间可实现高速率的数据传输。实际测试结果表明,该系统实现了多通道数据的实时同步采集、传输与处理,数据采集达到较高性能,能够满足当前复杂电磁环境下精确制导雷达数据处理分析的需求。     

基于FPGA的零中频DPSK信号解调技术研究与实现

传统超外差结构的接收机,主要通过Costas环实现DPSK信号的载波同步,而在零中频架构的接收机中,因为直接将射频信号下变频到基带,所以无法通过低通滤波器滤除与载波信号相乘的倍频分量。为完成零中频接收机中DPSK信号的载波同步,通过对零中频接收机接收到的信号进行分析,提出一种数学方式实现低通滤波,替代了传统Costas环路中的低通滤波器模块,Simulink仿真结果验证了该方案的可行性。最后根据设计方案,在FPGA硬件平台上实现零中频DPSK信号解调模块的设计,实验结果表明,这种方案可以满足零中频DPSK信号解调的需求。     

脉冲压缩雷达系统分析与仿真研究

基于信号处理工作系统(SPW)仿真平台,对脉压雷达信号处理系统进行了建模与仿真技术研究。建立了脉压雷达信号处理系统的仿真模型,同时,利用仿真技术的优势,对脉压雷达信号处理系统的抗干扰(杂波、干扰和噪声)性能进行了仿真,仿真结果表明该雷达信号处理系统具有一定的抗干扰性能。上述工作为脉压雷达信号处理系统的工作过程描述、方案论证、性能评估和挖潜改造提供了仿真依据及技术支持。     

便携式逻辑分析仪硬件平台设计

针对现有逻辑分析仪制造成本高、不便携带以及应用场合受限的问题,设计了一种基于FPGA+STM32的便携式逻辑分析平台。该平台硬件成本低、易携带等指标满足大多数测试要求。其设计核心主要包括主控芯片、被测信号采样、触发控制、数据锁存、高速存储、串口通信、TFT液晶显示等电路,其功能实现主要依靠FPGA的硬件设计和STM32的软件控制。该平台最大可实现32通道、存储深度64 K、分析速率400 MSa/s的测试要求。通过该平台可以实现被测信号的采集、缓存、分析、显示等功能。     

基于DAC5686的线性调频信号产生方法研究

研究了基于DAC5686的线性调频信号产生方法。分析了线性调频信号及其产生原理,研究了DAC5686工作原理,设计了信号产生电路,给出了线性调频信号的实现实例．结果表明,该方法可以灵活地产生所需线性调频信号,从而满足某型地空导弹制导雷达中频接收机性能测试的需要．与传统的线性调频信号产生方法相比,该方法降低了系统设计难度,缩短了开发周期,提高了设计的可靠性,具有较高的实用价值,对于其它场合频线性调频信号的产生也具有一定的借鉴意义．     

超宽带单脉冲接收机的设计与仿真

将单脉冲雷达技术与超宽带雷达相结合,提出了一种新的幅值比较超宽带单脉冲雷达接收机结构,该接收机通过4个加脊喇叭方形馈源阵列天线接收回波信号,经比较器电路后产生和、差信号,对信号进行互相关处理及幅值比较处理后即可确定目标的位置.最后给出了超宽带单脉冲接收机的仿真过程与仿真结果,证实了所得的和、差信号与测量值之间具有较好的一致性.     

基于FPGA的BOC调制信号捕获处理器设计

通过对BOC调制信号的相关特性进行分析,结合带通欠采样技术,提出了一种BOC调制信号的直接捕获方法,并进行基于FPGA的BOC调制信号捕获处理器的设计与实现.仿真结果表明,基于FPGA的BOC调制信号捕获处理器实现了对BOC信号的正确捕获,为BOC信号接收机的研制提供了技术基础.     

随机共振理论在雷达信号截获中的应用

雷达侦察主要通过无源侦察接收设备对空域中敌方雷达辐射源信号进行检测,若要实现对敌辐射源信号的截获,基本条件就是敌雷达信号能量能够达到雷达信号侦收设备的截获灵敏度。然而现代战场中,电磁环境复杂多变,敌雷达信号往往被干扰信号、噪声等掩盖,导致侦收设备漏警概率提高。针对以上问题,提出基于随机共振原理的雷达信号截获判断的方法,增大了截获信号的输出信噪比,解决了由于噪声过大掩盖的雷达信号的侦收问题。将该方法应用于雷达告警接收机的前端截获部分,大大降低了截获系统的漏警概率,保证了整个截获系统的稳定性。仿真实验验证了该方法的有效性。     

FPGA的车载防撞雷达系统的设计与实现

根据毫米波汽车防撞雷达的研究现状,讨论了一种基于FPGA为实现核心的总体设计方案,并详细分析该系统硬件结构和软件流程,对处理算法在FPGA上的实现提出相应的优化方法,能有效地提高运算效率的同时降低硬件成本.实验结果表明:该方案对前方车辆相关信息探测迅速准确,运行稳定可靠,能够满足汽车防撞雷达的实时性需求.     

L波段预警雷达干扰系统研究

介绍了一种雷达干扰系统的设计方法.该干扰系统以线性调频(LFM)脉冲预警雷达为主要研究对象,以新一代小型雷达欺骗干扰机为应用背景.通过分析雷达目标回波信号形式和假目标参数的设定依据,结合以FPGA实现DDS(Direct Digital Synthesize)的方法在调幅调相方面的优势,利用高性能DSP(Digital Signal Processor)和FPGA,提出了一种基于DDS技术的线性调频脉冲雷达干扰系统设计方案.该系统能够产生多个假目标回波信号,干扰雷达系统的正常检测判断,具有十分重要的实用价值.