多功能复杂信号侦察可配置计算模型

复杂信号侦察处理是多功能数字阵列雷达(MFDAR)的重要组成部分,可以服务于MFDAR的雷达与通信信号侦察以及电子战等多种用途,其中信号侦察的实时性与功能的灵活适应性是MFDAR的关键。在详细研究MFDAR信号侦察处理特点基础上,提出了两阶段可配置的信号处理流程,构建了基于混合结构的宽带信号侦察可配置计算模型BSRRCM。BSRRCM对"非确定、非单向"的信号流进行了描述,利用"固化典型流程、设置有限配置点"的思想,BSRRCM将应用分解成可完全重配置的典型处理流程和可局部重配置的功能任务序列,快速映射到合适的计算平台上,在确保信号处理实时性前提下使系统获得了动态的灵活配置能力与可扩展性。     

使用FPGA设计高可靠SpaceWire路由器

为了提高系统的可靠性和可用性，提出一种基于静态随机存取存储器（Static Random-Access Memory,SRAM）型现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array, FPGA）的SpaceWire路由器设计方法。路由器通过系统级三模冗余技术加固，采用基于位流重定位的动态部分刷新技术修复系统中发生的软故障，并提出一种基于工作输入和健康现态的实时状态同步方法，以确保故障模块修复后的状态与其他模块同步。因此，该系统能够进行错误掩蔽和自我修复。在Xilinx Virtex-5 FPGA开发板ML507上对所提出的路由器系统结构和设计方法进行实现和验证。实验结果表明，路由器的可靠性和可用性显著增加，且系统的实时性很好，能保证路由器在整个工作过程中提供正常服务而不会引起系统功能中断或延迟；位流重定位技术的采用将所需存储空间减少三分之二，同时也降低了原始位流本身故障的可能性。     

火控雷达的阵面设计技术

在火控雷达的阵面设计中子阵划分是提高雷达性能的有效手段。对阵面进行建模,得出了使用非规则子阵对天线阵面的精确划分方法。通过仿真给出了典型的阵面划分实例,并分析了阵列在宽带条件下的方向图性能,证明了所设计的阵面在抑制栅瓣方面具有优良的性质,能够提高火控雷达的性能。     

基于目标威胁度的相控阵雷达自适应调度方法

对时间资源的合理安排是相控阵雷达发挥自身优势的关键。将目标威胁度引入调度算法中,与工作方式和任务截止期共同进行综合优先级规划。通过构建目标威胁度的量化模型,使雷达在调度跟踪任务时依目标威胁度大小分配时间。提出了修正价值率和执行威胁率的概念,完善了性能评估指标。通过仿真,全面评价了新算法性能,验证了引入目标威胁度的合理性。结果表明,新算法可以有效提升相控阵雷达对高威胁度目标的处理能力。     

低复杂度非规则LDPC码的构造方法

较高的编码复杂度成为非规则LDPC码应用的一个难点。文章从实际应用的角度出发,针对中长码提出了两种低复杂度的非规则LDPC码的构造方法:改进的B IBD和ALDPC,大大降低了编码复杂度。仿真结果表明,构造出的码字比传统的PEG构造方法有一定的性能改善。最后,从非规则码的EX IT图出发,分析了两种构造码子性能的差异。     

L1-analysis稀疏重构在阵列信号恢复及波达角估计中的应用

通过适当的空域稀疏化构造了可对阵列接收信号进行冗余稀疏表示的阵列流形矩阵,建立了相应的L1-analysis稀疏重构模型用于恢复阵列接收信号,重点证明了该流形矩阵是满足L1-analysis 稀疏重构条件的紧框架,从理论上保证了将L1-analysis 稀疏重构用于阵列接收信号恢复及波达角估计问题的合理性,并推导出信号恢复误差的理论上界。利用在微波暗室环境中采集的实测数据,结合MUSIC算法进行实验验证,结果表明基于L1-analysis 稀疏重构的信号恢复对提高低信噪比环境下的波达角估计性能是有效的。     

阵列增益下的最大听觉距离及算例分析

被动声定位技术已成为战场目标定位的重要手段,人-机一体化头盔式"电子哨兵"系统能够解决阵列信号处理低信噪比性能下降及人耳听觉距离有限的缺点。作为系统研发的理论基础,从声传播方程出发,研究了考虑阵列增益条件下的最大听觉距离。基于声传播方程,分析了声传播损失的计算方法,探讨了自由场情况下和存在阵列支撑物情况下阵列常规增益和阵列超增益的算法,最后通过算例对阵列处理提高人耳听音距离进行了说明,为人-机一体化"电子哨兵"系统研发提供了理论依据。     

方位多相位中心SAR信号重建误差分析

就方位多相位中心(Azimuth Multiple-Phase-Center,AMPC)合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)系统的阵列误差对信号重建性能的影响进行分析。将阵列误差建模为随机过程,结合最小二乘(Least-Square,LS)算法,推导了AMPC SAR误差功率谱的解析表达式,进而得到了AMPC SAR的信噪比与方位模糊比的解析表达式。仿真实验验证了理论分析的正确性。分析指出,随着系统脉冲重复频率的升高,有必要通过减小重建系数以实现重建性能的提升。分析方法与结果对AMPC SAR系统设计以及图像质量预估提供有效支撑。     

水下监测系统中的特殊均匀圆阵特性分析

一种特殊的均匀圆形阵列(SUCA)安装在水下监测系统中的浮体系统上。针对SUCA的特殊性,建立了SUCA的模型,运用模式空间理论推导出其方向图公式,并在此基础上对其半功率波束宽度和无模糊条件进行了研究和分析。通过与均匀圆形阵列(UCA)进行比较,得出结论:SUCA半功率波束宽度略大于UCA,并且其无模糊条件比UCA范围更广。研究表明SUCA的性能与UCA相似,具有工程实用价值。     

基于混合时钟三阶DDS的信号多普勒模拟方法

在高动态卫星导航信号模拟器中,信号多普勒频移模拟是一项关键技术。结合现场可编程门阵列的特点,建立了分析混合时钟三阶直接数字频率综合(DDS)输出相位的仿真模型,推导了其输出相位表达式,给出了各阶DDS初始累加控制字的计算方法,并指出等时钟三阶DDS仿真模型仅为混合时钟仿真模型的特例。在分析了混合时钟速率对信号相位模拟造成的误差后,讨论了各阶DDS的字长设计方法,并与等时钟三阶DDS进行比较,说明了采用混合时钟三阶DDS可以降低实现资源消耗和功耗。仿真分析表明,所提方法可以实现对信号多普勒特性的高精度模拟。