多通道实时数字鉴相技术的FPGA实现

数字式干涉仪测向体制中的相位差信息在频域上提取,与传统的在时域提取相比能大大提高低信噪比条件下鉴相精度及对信号的适应能力。利用相位差信息的频域数字提取方法,实现了单片FPGA完成多通道相位信息的提取。与传统的计算机实现和DSP实现相比,不但提高了速度,而且设备量小,具有明显的优势。     

数字干涉仪时域频域鉴相性能对比的理论分析

基于数字干涉仪中鉴相性能理论分析研究的需要,在对其工作原理简要概述的基础上,分别构建了时域和频域鉴相的数学模型,其中的时域鉴相模型同时也反映出与双通道互相关处理的等价性。通过鉴相误差的理论分析,结果表明:2种鉴相方法对干涉仪通道间相位差的估计都具有无偏性;但频域鉴相相对于时域鉴相,其误差的方差更小,在低信噪比条件下这一特点表现尤为明显。理论分析结果与仿真结果完全吻合,从而在理论上证明了频域鉴相的性能优于时域鉴相,也说明了频域鉴相性能优于通道间的互相关处理。     

鉴相方法的分析与比较

简要介绍了干涉仪测向中模拟和数字两种相位差测量方法,重点对这两种方法的测向误差进行了分析,最后对鉴相方法进行了比较。     

一种基于数字鉴相原理的高精度无线测距系统设计

对目标的距离进行精确地测量是导航、测控等领域必须有效解决的重要问题.利用基于FFT的数字鉴相方法和自乘倍相原理设计了一种应答式侧音测距系统.实验结果表明该设计方案的测距精度优于5cm,充分体现了侧音测距精度高以及数字鉴相能在较低信噪比下准确地估计相位的优点;同时连续波系统的收发隔离问题也得到了有效的解决.     

鉴相法连续波测向技术

提出一种鉴相法ＣＷ测向体制，较好地解决了比幅法ＣＷ测向的不足。该测向机体制可适用任意天线数量的系统，方位角的换算与天线数量无关；接收机直接测出ＣＷ信号方位角，不需要计算机运算，反应速度快；测向精度和测向灵敏度也达到较高水平；接收机构成简单，易于集成和标准化。详细分析了ＣＷ测向原理，讨论了对付多信号能力的问题，最后介绍了８元天线试验样机的结果。     

数字鉴相及其在测频中的应用

相当一部分信号处理在单载频信号中进行，本文介绍这种条件下对信号相位的检测方法,以及使用所检测的相位对信号频率的快速、准确的推算。经过分析后指出，本文提出的数字测频方法具有快速、准确、抗噪声能力强的优点，值得在工程中予以应用。     

高速相位式激光测距数字鉴相方法仿真与实现

为实现高速、高精度相位式激光测距鉴相,根据数字相关法、数字同步解调法、频域数字鉴相法和全相位FFT法的鉴相原理,基于仿真考察了在白噪声、频率偏移等因素影响下的鉴相性能。仿真结果证明,在高速测量下(500 kHz),全相位FFT法优于其他方法。为应用于高精度相位式激光测距原理样机,设计全相位FFT法的FPGA信号处理方案,利用傅里叶变换共轭对称性从而实现了高速实时鉴相。实验数据表明:在500 kHz测距速率下,信噪比为40 dB,频率偏移0.01时,鉴相精度为0.09°;调制频率为100 MHz时,测距精度为0.38 mm。因此,全相位FFT鉴相法适用于高速、高精度相位差测量,提出的实现方案具有实际意义。     

基于正交鉴相的高精度基带频率测量器实现方法

通过对正交鉴相实现的频率测量原理进行推导,找出一种将频率测量转换成相位测量的方法.工程实现过程中信号的相位信息经常受温度的影响变化很大.通过对不同温度条件下的相位误差进行分析,提出一种基于多阶差商插值技术的相位量化编码修正方法.首先在多种温度条件下计算机采集相位幅度信号,然后采用软件自动计算和扩展的方法生成相位编码校正表.输出频率码与工程实践的频率误差修正值相结合得到最终测量结果.很好解决了基带频率测量器可靠性差和频率测量不稳定的难题.     

基于数字干涉仪的无源测向技术研究

提出了基于数字干涉仪测向技术的无源测向定位系统,简述了其工作原理和工程实现方法,对高精度数字鉴相和宽带数字干涉仪基线配置及解相位模糊等关键技术进行了阐述,并给出了系统性能测试结果及与国外相关系统的情况对比;     

基于数字干涉仪的机载ESM系统实现方法及测向误差分析

提出了基于数字干涉仪测向技术的高精度机载电子侦察（ESM）系统,叙述了工程实现方法及关键技术,分析了影响机载雷达侦察系统测向性能的主要因素,并对测向误差进行了分析和通过综合数据处理方法对测向试验结果进行修正,提高了系统的测向精度。     

一种高精度单脉冲测向接收机的实现

随着雷达情报侦察设备对测向精度要求的日益提高,测向接收机的作用日益凸显。阐述了一种高精度和一差单脉冲测向接收机的工作原理及工程实现。     

相位干涉仪对噪声源测向的原理研究

利用相位干涉仪对电磁波辐射源测向是无线电行业进行高精度测向的基本手段,其应用对象限于通信信号和雷达信号。噪声信号和这些信号相比,波形复杂,信号质量差。重点研究相位干涉仪对噪声信号进行测向的可行性,并给出了定量分析结果。     

基于FFT的激光测距数字相位计的实现

本文介绍了应用于激光相位式测距中的一种数字相位计的实现方法，该方法是基于DSP器件运用FFT算法完成的。文中阐述了其基本原理和具体实现过程，并给出了测量的试验结果，具有很高的应用价值。     

基于CORDIC算法的数字中频检波技术研究

为了解决模拟包络检波器受温度影响大、测试精度不高且丢失相位信息等问题,提出了一种基于CORDIC算法的数字中频检波方案,完成幅度、相位及频率检测功能.首先讨论了数字检波的工作原理,分析了其数学模型,然后给出了基于CORDIC算法的幅度和相位检测方案,并在数字鉴相基础上,介绍了使用一阶差分结构实现数字鉴频的方法,同时分析了差分鉴频中出现的相位模糊问题,给出了如何提高鉴频精度的方法.最后,使用FPGA实现了基于CORDIC算法的数字检波器.通过计算机仿真和应用实例表明,基于CORDIC算法的数字中频检波方案是可行的,并且可以获得较高的测量精度.     

基于CORDIC算法的数字鉴频方法及其在FPGA中的实现

本文给出了一种适合FPGA实现的基于CORDIC(Coordinate Rotation Digital Computer)算法的数字鉴频方法.首先讨论了利用CORDIC算法进行数字鉴相和一阶差分数字鉴频的原理,然后分别给出在FPGA中实现CORDIC算法的流水结构和迭代结构,通过与XILINX自带CORDIC IPCore资源利用情况的比较及FPGA仿真结果表明,基于CORDIC算法的迭代结构和一阶差分实现数字鉴频的方法是高效可行的.     

基于FPGA的短波相关干涉仪测向

相关干涉仪测向是测量信号到达方向的一种重要方法,因其实现简单且测向精度较高得到了广泛应用,但是运算量较大使得测向处理较慢。利用现场可编程门阵列(FPGA)的高速并行计算特点,对算法流程进行了改进,设计了一种资源占用少、处理速度快的实现方案,对算法的关键模块实现进行了分析,最后通过实际应用验证了该方法的正确性和可行性。     

基于多基线干涉仪和多波束比幅联合测向天线系统的设计与实现

从干涉仪测向原理出发,结合干涉仪测向公式进行了测向误差分析。根据测向精度要求,提出了三基线设计及最长基线长度要求;根据最短基线解相位模糊要求,提出了八比幅测向精度要求;设计并实现了一种基于多基线干涉仪和多波束比幅联合测向的天线系统。