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数字信道化技术及其在被动导引系统中的应用

沈阳工业大学学报 2010年第6期32卷 672-678页

作者：张文旭李涛成萍郭立民哈尔滨工程大学信息与通信工程学院哈尔滨150001 哈尔滨理工大学远东学院哈尔滨150025

针对被动导引系统数字接收机的大瞬时带宽、高灵敏度等要求,提出一种宽带数字信道化接收与相位干涉仪测向相结合的方法.分析了不同排列的数字信道化高效结构的特点以及应用于被动导引系统中存在的问题,利用FFT谱分析方法测频,解决了位... 详细信息

针对被动导引系统数字接收机的大瞬时带宽、高灵敏度等要求,提出一种宽带数字信道化接收与相位干涉仪测向相结合的方法.分析了不同排列的数字信道化高效结构的特点以及应用于被动导引系统中存在的问题,利用FFT谱分析方法测频,解决了位于同一子带信道同时到达信号的测频问题,该方法为被动导引系统信号分选提供了新的分选参数,并且提高了分选通道的灵敏度.数字信道化仿真实验验证了该结构的正确性.通过构建实际系统并进行测试,结果表明该数字信道化接收机可以满足系统指标的要求,并已应用于被动导引系统中.

关键词：数字信道化被动导引系统相位干涉仪瞬时带宽高灵敏度信号分选 FFT谱分析高效结构

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高效宽带数字信道化单比特接收机

沈阳工业大学学报 2010年第2期32卷 212-216页

作者：常虹赵国庆西安电子科技大学电子对抗研究所西安710071

针对电子战接收机的高效实现结构及高性能指标要求,提出了一种数字信道化单比特接收机方案.从传统STFT算法结构出发,推导出基于WOLA滤波器组的宽带数字信道化接收机高效结构,利用抽取倍数与信道数目无约束关系,在无需数据内插条件下,将... 详细信息

针对电子战接收机的高效实现结构及高性能指标要求,提出了一种数字信道化单比特接收机方案.从传统STFT算法结构出发,推导出基于WOLA滤波器组的宽带数字信道化接收机高效结构,利用抽取倍数与信道数目无约束关系,在无需数据内插条件下,将单比特接收技术应用于该结构中,克服了宽带单比特接收机动态范围低和信道化接收机频率分辨率有限的缺点.仿真结果表明,该方案提高了信道化接收机的频率分辨率,且硬件实现效率高,运算复杂度低,瞬时动态范围取决于滤波器形状,能够满足电子战的实时性要求.

关键词：宽带接收短时傅里叶变换数字信道化接收机加权叠接相加结构单比特接收机频率分辨率高效结构实时性

基于FPGA的眼科超声数字化成像中内插变频技术与实现

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中国生物医学工程学报 2009年第3期28卷 398-402,414页

作者：程春卯计建军王延群杨军周盛王晓春宋学东王效宁中国医学科学院北京协和医学院生物医学工程研究所天津300192

眼科高频超声数字化成像中使用内插滤波器可等效地提高采样率以节约资源。在研究分析了有限脉冲响应(FIR)内插滤波器的两种常见结构以及半带滤波器、级联积分梳状(CIC)滤波器两种特殊结构等四种内插滤波器的基础上,设计了四种高效结构... 详细信息

眼科高频超声数字化成像中使用内插滤波器可等效地提高采样率以节约资源。在研究分析了有限脉冲响应(FIR)内插滤波器的两种常见结构以及半带滤波器、级联积分梳状(CIC)滤波器两种特殊结构等四种内插滤波器的基础上,设计了四种高效结构。通过Verilog硬件描述语言描述以上四种高效结构,并在现场可编程门阵列(FPGA)中实现,最后通过实验仿真验证各内插变频算法的有效性。以有限脉冲响应(FIR)内插滤波器的两种常见结构以及半带滤波器为基础改进的高效结构均能达到变频的效果,同时可节约资源且效率更高。而CIC滤波器高效结构在效率和资源节约方面虽更具优势,但未能达到眼科超声变频信号处理所要求的性能,尚不适用。

关键词：内插滤波器眼科超声高效结构现场可编程门阵列(FPGA)

基于FPGA的眼科超声数字化成像中上变频的设计与实现

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基于FPGA的眼科超声数字化成像中上变频的设计与实现

作者：程春卯中国协和医科大学

学位级别：硕士

超声诊断技术具有安全、无创、操作方便、可重复检查、对软组织鉴别力强、诊断准确性高等优点,已经成为临床医学图像诊断中的首选技术。近年来,随着数字信号处理、硬件软件设计能力以及材料学等方面的快速发展,眼科超声诊断仪在多方面... 详细信息

超声诊断技术具有安全、无创、操作方便、可重复检查、对软组织鉴别力强、诊断准确性高等优点,已经成为临床医学图像诊断中的首选技术。近年来,随着数字信号处理、硬件软件设计能力以及材料学等方面的快速发展,眼科超声诊断仪在多方面都有了长足的进步,其中数字化眼科超声诊断仪是发展的重点。同腹部等普通的低频超声诊断仪相比,数字化高频眼科超声诊断仪中探头频率高达10MHz或以上,因此在对高频超声回波信号进行数字化过程中,模数转换的采样率与精度直接影响到最终诊断图像的清晰度与准确性。高采样率、高精度A／D转换器件成本高昂,在来源上也可能受到限制。目前业界在高频眼科超声波形数字化方面主要是通过使用高采样率的A／D转换器件来实现的,并没有其他更好的可替代的解决方案。因此研制高速上变频算法,在使用低采样率、低精度、低成本、易购买的A／D转换器件的条件下,能够获得高精度、低采样误差的高频超声回波数据,这将对高频超声数字信号处理的发展起到了重要的促进作用。本课题首先对多抽样率数字信号处理、可编程逻辑器件的结构特点、编程原理及设计流程作了简单介绍,并且在此基础上结合眼科高频超声信号处理的特点,基于FPGA设计了高效FIR内插滤波器实现上变频算法,并对所设计的内插滤波器进行了仿真和验证。实验结果表明该信号处理系统的性能达到了设计要求。本研究提出了一种解决目前业界在高频眼科超声数字化成像中所存在问题的新方法,将多抽样率数字信号处理技术中的上变频技术成功运用到眼科超声诊断仪中,提高了超声数字信号处理的速度和质量,降低了对A／D器件的高要求,具有良好的应用前景与理论研究意义。

关键词：高频眼科超声内插滤波器高效结构现场可编程门阵列(FPGA)

宽带数字信道化侦察接收机的高效FPGA实现研究

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宽带数字信道化侦察接收机的高效FPGA实现研究

作者：邹斯旻电子科技大学

学位级别：硕士

数字信道化接收机具有监视频段宽、灵敏度高、动态范围大和能够处理多个同时到达信号等优点,是当今雷达侦察接收机的主要研究方向。在数字信道化侦察接收系统中,从输出中频信号到变换至基带信号的信号预处理部分主要有两项关键技术,即... 详细信息

数字信道化接收机具有监视频段宽、灵敏度高、动态范围大和能够处理多个同时到达信号等优点,是当今雷达侦察接收机的主要研究方向。在数字信道化侦察接收系统中,从输出中频信号到变换至基带信号的信号预处理部分主要有两项关键技术,即信号检测和数字信道化。前者在较大程度上影响着全系统的侦察质量,对脉冲到达时间(TOA)和脉宽(PW)的测量精度直接影响到后续的参数估计和信号分选结果;后者作为宽带数字信道化接收机的核心部分,将截获到的信号按频域分开,无混叠地抽取后搬移至基带,从而有效地降低了对后续信号处理芯片的速度要求。本文以此作为出发点,在两个相关课题的支撑下,对数字信道化侦察接收机的信号检测和信道化这两项关键技术展开研究,并且对整个侦收系统的现场可编程门阵列(FPGA)实现做出了一定的工作。本文主要工作如下: 1、讨论了非合作信号检测的基础理论,分析了几种能够在硬件中实现的脉冲信号检测方法。提出了一种改进的自相关检测算法,证明该算法相对原有相关算法提高了窄带脉冲信号到达时间和脉宽的测量精度,并具备宽带脉冲信号检测和时域参数估计能力,且易于硬件实现。仿真结果证明该算法在实时处理环境中具有较好的检测性能。 2、讨论了数字信道化的基础理论——多速率信号处理理论,在此基础上推导了基于多相DFT滤波器组的数字信道化结构,并根据指标要求进行了信道化的设计和仿真。然后将数字信道化在FPGA上实现,采用并行处理等效结构,并给出了仿真和测试结果。 3、给出了宽带数字信道化侦察技术的工程应用实例——宽带雷达信号数字信道化侦察接收机系统。介绍了侦察接收机硬件平台,完成了系统功能模块的划分,简要说明了信道化参数估计通道工作流程。完成了数字信道化接收机的FPGA设计及实现,完成了系统性能测试,验证了系统工作的有效性。

关键词：信号检测宽带数字信道化 FPGA 高效结构

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一种高效动态信道化接收机设计

应用科技 2010年第9期37卷 13-16页

作者：任春阳张文旭陈强哈尔滨工程大学信息与通信工程学院黑龙江哈尔滨150001

提出了一种动态可重构信道化方法,解决了宽带信号跨信道问题.给出了动态可重构信道化接收机的设计方案,并对各部分硬件电路的设计进行了详细阐述.在FPGA内部实现了动态可重构信道化高效结构,并给出了该高效结构各组成模块的实现方法,该... 详细信息

提出了一种动态可重构信道化方法,解决了宽带信号跨信道问题.给出了动态可重构信道化接收机的设计方案,并对各部分硬件电路的设计进行了详细阐述.在FPGA内部实现了动态可重构信道化高效结构,并给出了该高效结构各组成模块的实现方法,该高效结构可大量节省FPGA的硬件资源.动态可重构信道化方法无需知道信号的调制形式即可实现宽带信号的动态重构,具有较强的通用性.

关键词：动态可重构信道化跨信道高效结构并行FFT