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岸空双基地高频/甚高频雷达同步控制器设计与实现

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电子测量技术 2022年第12期45卷 85-90页

作者：陈泽宗陈家彬赵晨谭钓武汉大学电子信息学院武汉430072

岸空双基地高频/甚高频雷达系统岸发空收,收发两站对时间、频率和相位同步精度要求高,实现难度大,且接收站对同步控制器体积和质量都有较高的要求。本文基于数字信号处理和可编程逻辑门阵列以及GPS(DSP+FPGA+GPS)设计了岸空双基地高频/... 详细信息

岸空双基地高频/甚高频雷达系统岸发空收,收发两站对时间、频率和相位同步精度要求高,实现难度大,且接收站对同步控制器体积和质量都有较高的要求。本文基于数字信号处理和可编程逻辑门阵列以及GPS(DSP+FPGA+GPS)设计了岸空双基地高频/甚高频雷达系统的同步控制器,通过GPS信号中的UTC信息和PPS信号来保证双站时间同步,使用FPGA结合PPS信号对独立的高稳晶振进行校准,保证双站频率和相位同步;简化了硬件结构,便于整个接收系统的集成,并且同步控制参数可灵活选择,启动时间灵活可控。在收发两站各设一套相同的同步控制器进行性能测试,结果表明设计的同步控制器实现了收发两站的时间、频率和相位同步,产生的时序控制信号精准,双站同步精度控制在5 ns以内,时序上能保证双基地雷达系统的相干性,并且体积小、质量轻、使用方便,完全满足岸空双基地高频/甚高频雷达系统的要求。

关键词：岸空双基地高频/甚高频雷达同步控制器 DSP FPGA GPS

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岸空双基地雷达时频同步电路设计

电子测量技术 2023年第20期46卷 24-29页

作者：陈泽宗李飞扬赵晨陈家彬武汉大学电子信息学院武汉430072

为了实现一款岸空双基地全相参雷达,必须实现收发双端之间的时频同步,双基地全相参雷达的时频同步分为两部分,一部分为时间同步,即确保发射信号与本振信号同时产生并拥有相同时序;另一部分为同步时钟源,即确保生成发射信号与本振信号的... 详细信息

为了实现一款岸空双基地全相参雷达,必须实现收发双端之间的时频同步,双基地全相参雷达的时频同步分为两部分,一部分为时间同步,即确保发射信号与本振信号同时产生并拥有相同时序;另一部分为同步时钟源,即确保生成发射信号与本振信号的DDS具有同频同相的参考时钟。提出了一种使用卫星同步脉冲驯服本地高稳恒温晶振的时钟同步方案,该方案采用可以同时输出两路时间脉冲的授时芯片,一路输出秒脉冲实现双站之间的时间同步,一路输出兆赫兹的方波脉冲驯服本地高稳恒温晶振以实现双站之间的同步时钟源。时间同步使双端信号的时序误差小于系统指标要求的1μs;同步时钟源使驯服后的本地时钟具有小于22 ns的同步精度,接近于GPS芯片20 ns的授时精度,与在FPGA内采用秒脉冲鉴相相比,提高了鉴相器的鉴相频率,因此拥有更短的驯服时间,并且不依赖于FPGA芯片,节约成本的同时使系统模块化。

关键词：岸空双基地雷达相参雷达时频同步

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基于EMD的破碎波检测与抑制

华中科技大学学报（自然科学版） 2016年第8期44卷 85-88页

作者：陈泽宗易盛赵晨陈曦武汉大学电子信息学院湖北武汉430079 武汉大学地球空间信息技术协同创新中心湖北武汉430079

利用发生破碎的海洋回波多普勒谱的幅度和中心频率显著增强的特点,通过设置阈值门限的方法检测发生波浪破碎的距离元,得到雷达探测海域中破碎波发生的位置.并对被破碎干扰的数据进行经验模式分解处理,消除破碎波造成的影响.实测数据处... 详细信息

利用发生破碎的海洋回波多普勒谱的幅度和中心频率显著增强的特点,通过设置阈值门限的方法检测发生波浪破碎的距离元,得到雷达探测海域中破碎波发生的位置.并对被破碎干扰的数据进行经验模式分解处理,消除破碎波造成的影响.实测数据处理结果表明:破碎波检测结果和实际情况一致,对发生破碎的距离元数据处理后减小了多普勒谱中心频率的偏差,提高了反演结果的准确性,进而验证了此算法的有效性.

关键词：海洋回波多普勒谱破碎波检测经验模态分解

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高频地波雷达射频干扰抑制研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2017年第9期45卷 18-22页

作者：陈泽宗谢飞赵晨贺超武汉大学电子信息学院湖北武汉430072 武汉大学地球空间信息技术协同创新中心湖北武汉430072

针对射频干扰与回波信息在幅度和频域分布上的不同特性,提出了一种改进的经验模态分解(EMD)算法.该方法首先对包含回波信息和射频干扰的原始信号乘以给定的高频信号,将其搬移至高频带,然后通过EMD将回波信息和射频干扰分解到不同的本征... 详细信息

针对射频干扰与回波信息在幅度和频域分布上的不同特性,提出了一种改进的经验模态分解(EMD)算法.该方法首先对包含回波信息和射频干扰的原始信号乘以给定的高频信号,将其搬移至高频带,然后通过EMD将回波信息和射频干扰分解到不同的本征模态函数(IMF),在每个IMF中对高出阈值的干扰部分置零,最后将处理后的IMF相加重构信号,并搬移回原频带.达到在抑制射频干扰的同时,无损干扰位置处的回波信息.该方法处理速度快捷,满足雷达实时处理要求.实测数据验证表明:提出的算法改进了原始EMD算法的缺点,并且在不损失回波信息的基础上最大程度地抑制了射频干扰.

关键词：高频地波雷达射频干扰经验模态分解(EMD) 本征模态函数实测数据

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基于EMD的高频地波雷达抑制射频干扰研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2015年第9期43卷 55-58页

作者：陈泽宗谢飞易盛赵晨武汉大学电子信息学院湖北武汉430072

提出了一种新的抑制射频干扰(RFI)方法,通过短时傅里叶变换找到干扰的时间位置,应用经验模态分解(EMD)方法,去除满足一定频域条件的射频干扰,达到在抑制射频干扰的同时,最大程度上保留有用信号的目的.实测数据分析表明:该方法在不损失... 详细信息

提出了一种新的抑制射频干扰(RFI)方法,通过短时傅里叶变换找到干扰的时间位置,应用经验模态分解(EMD)方法,去除满足一定频域条件的射频干扰,达到在抑制射频干扰的同时,最大程度上保留有用信号的目的.实测数据分析表明:该方法在不损失有用信号的基础上有效抑制了射频干扰,且处理速度快,满足高频地波雷达(HFGW)实时工作要求.

关键词：高频地波雷达射频干扰短时傅里叶变换经验模态分解算法有用信号实测数据

基于频移迭代的微波多普勒谱中心频率估计算法

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华中科技大学学报（自然科学版） 2016年第2期44卷 70-74页

作者：陈泽宗钟建波张龙刚陈曦武汉大学电子信息学院湖北武汉430072 武汉大学地球空间信息技术协同创新中心湖北武汉430072

为了准确估计回波多普勒谱的中心频率,提出了一种基于频移迭代的中心频率估计方法.该方法以谱矩法估计频移为初值,逐次改变积分区间,在每次迭代中都利用谱矩法估计其频移,直至估计的频移结果收敛,并将该结果作为中心频率.仿真结果表明:... 详细信息

为了准确估计回波多普勒谱的中心频率,提出了一种基于频移迭代的中心频率估计方法.该方法以谱矩法估计频移为初值,逐次改变积分区间,在每次迭代中都利用谱矩法估计其频移,直至估计的频移结果收敛,并将该结果作为中心频率.仿真结果表明:相比于目前常用的谱矩法和最小二乘多项式拟合法,频移迭代法估计中心频率效果更佳,其平均绝对误差和均方根误差均更小,且该方法估计精度不受频率分辨率约束.将该方法应用于微波多普勒测波雷达中,并得到了海浪参数.实验结果证实:利用频移迭代法估计中心频率,可以探测得到更准确的有效浪高和平均浪周期.

关键词：微波多普勒雷达多普勒谱中心频率估计频移迭代法估计方法

基于Linux的多频高频地波雷达LXI总线模件设计

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武汉大学学报（理学版） 2008年第3期54卷 379-382页

作者：陈泽宗赵晨徐超武汉大学电子信息学院湖北武汉430072

在以ARM芯片为核心的硬件平台上,设计了一种通用的LXI总线模件,可作为多频高频地波雷达的系统总线.它以AT91RM9200,DM9161和IDT7028芯片为硬件基础,Linux操作系统为软件平台,利用Linux内核的同步机制来保证系统运行的稳定性,采取全双工... 详细信息

在以ARM芯片为核心的硬件平台上,设计了一种通用的LXI总线模件,可作为多频高频地波雷达的系统总线.它以AT91RM9200,DM9161和IDT7028芯片为硬件基础,Linux操作系统为软件平台,利用Linux内核的同步机制来保证系统运行的稳定性,采取全双工的双向中断方式实现大量数据包的传送,满足了多频高频地波雷达总线模件的接口要求,并提供了一套有效的系统测试方案.测试结果表明,该LXI总线接口模件稳定性好、可靠性高,网络数据传输平均速度为45 Mb/s,达到了多频高频地波雷达总线模件的设计要求.

关键词：多频高频地波雷达 LXI总线 Linux 嵌入式系统

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船载S波段海浪遥测雷达走航观测方法

武汉大学学报（理学版） 2014年第3期60卷 242-248页

作者：陈泽宗位芬赵晨武汉大学电子信息学院湖北武汉430072

根据微波雷达测浪的基本原理,提出了一种船载S波段海浪遥测雷达走航观测方法.利用将舰船坐标系转换到地球坐标系的坐标转移矩阵对舰船的姿态进行校准,得到校准后的雷达天线的方位角和仰角,结合划分网格的方式确定了在一段时间内雷达天... 详细信息

根据微波雷达测浪的基本原理,提出了一种船载S波段海浪遥测雷达走航观测方法.利用将舰船坐标系转换到地球坐标系的坐标转移矩阵对舰船的姿态进行校准,得到校准后的雷达天线的方位角和仰角,结合划分网格的方式确定了在一段时间内雷达天线的公共照射区域,实现了对船载雷达姿态校准后初步的信号处理.运用舰船的姿态角特点和海情与舰船姿态角中的横滚角和俯仰角的关系设定了仿真条件,给出了姿态校准和查找公共照射区域的仿真结果.仿真结果表明舰船姿态的变化引起了雷达天线方位角和仰角的变化,并显示雷达天线在一段时间内公共照射区域的大小与舰船速度和海情有关.

关键词：船载走航观测 S波段海浪遥测雷达姿态校准

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微波多普勒雷达多距离元数据预处理研究

武汉大学学报（理学版） 2017年第3期63卷 206-212页

作者：邓有为陈泽宗赵晨陈曦武汉大学电子信息学院湖北武汉430072 地球空间信息技术协同创新中心湖北武汉430072

针对由海面异常回波和海流运动影响微波多普勒雷达所测的径向速度,导致海浪反演精度降低的问题,提出了一种基于多距离元的数据预处理方法:滑窗自适应门限去除速度奇异点,速度波数谱高通滤波去除速度趋势项.通过反演的海浪参数与浮标数... 详细信息

针对由海面异常回波和海流运动影响微波多普勒雷达所测的径向速度,导致海浪反演精度降低的问题,提出了一种基于多距离元的数据预处理方法:滑窗自适应门限去除速度奇异点,速度波数谱高通滤波去除速度趋势项.通过反演的海浪参数与浮标数据比较,实验结果表明,该方法可有效用于微波多普勒雷达多距离元数据预处理,保证了较高的海浪反演精度.

关键词：微波多普勒雷达多距离元数据预处理奇异点速度波数谱