高频地波雷达频谱监测系统的前端电路设计

利用超外差式接收和直接数字合成(DDS)技术设计了高频地波雷达频谱监测系统的前端电路．该电路能够根据雷达探测距离的远近选择相对应的噪声信号接收频段,为后续的数据采集与处理提供噪声电平数据．实验证明：本系统的跳频本振信号信噪比(SNR)优于60dB;对输入信号具有60dB左右的增益和1μV的灵敏度,满足了武汉大学研制的下一代高频地波海态监测雷达对频谱监测的需要．     

利用北斗反射信号探测目标的初步实验

通过实测海杂波数据,研究了海杂波的统计特性,实测数据拟合结果表明,弱海杂波的概率密度分布函数服从瑞利分布;强海杂波概率密度分布呈现较强的非高斯特性,该试验实测数据拟合结果为对数正态分布,因此强海杂波背景下小目标检测,常规恒虚警检测器性能受到限制。同时采用了常规单元平均恒虚警与自适应匹配滤波两种方法进行目标检测,通过结果对比可以得出,对于强杂波背景下小目标,自适应匹配滤波的方法能检测出更多的目标点迹,检测性能较常规单元平均恒虚警好。     

基于时频二维图像的高频雷达低速目标检测

海面低速目标的非均匀运动和射频瞬态干扰引起的多普勒谱展宽影响高频地波雷达检测目标的准确性.利用时频分析方法将相干积累时间内由于目标非均匀运动和射频干扰引起的信号能量变化显示于时间-频率二维图像上,并根据目标信号对应时频图像上非线性曲线的特点提出一种基于二值形态学的方法用于区分目标和干扰信号.现场数据的分析结果证明该方法可以从展宽的多普勒谱中准确地检测出目标.     

DDS芯片AD9854的噪声分析与应用

通过离散傅立叶变换和傅立叶变换得到了直接数字合成(DDS)的相位截断杂散、背景噪声和非线性杂散分布规律，并且用AD9854设计了高频地波雷达频率综合器。设计中根据DDS噪声分布特点从电路布局和控制字设定两个方面进行了改进，减小了DDS的主要杂散。实验证明，该方法提高了高频地波雷达发射信号的无杂散动态范围(SFDR)约10dB，增大了高频地波雷达的探测距离。     

基于TMS320C6713控制的USB数据存储系统设计

介绍了基于TMS320C6713型DSP控制的通用串行总线(Universal Serial Bus,简称USB)嵌入式主控制器SL811HS的设计方案;给出硬件设计电路和软件设计流程.由于USB协议的复杂性,因此重点介绍了驱动程序设计在数据传输时对各种状态的判断和处理.尤其是Bulk-Only协议中CBW包的传输.实验证明,该方案可实际用于野外数据采集系统.     

基于神经网络的高频地波雷达目标到达角估计

该文利用神经网络进行高频地波雷达目标到达角估计。论文分别采用RBFN和GRNN构造了基于函数逼近和模式编码的到达角估计网络,介绍了网络结构、数据仿真的过程和应用于高频地波雷达目标定向的实际效果。数据仿真和现场实验的分析结果表明基于模式编码的GRNN网络到达角估计方法鲁棒性较好,在低信噪比时能够给出正确估计。     

天地波组网雷达同步控制系统设计

天地波组网高频地波雷达采用天波发射、地波接收和地波发射、地波接收的形式实现对海洋表面动力学参数如海洋表面流场、风场等的监测,具有覆盖面积广、回波蕴含信息丰富等特点。由于采用收发分置模式,这种组网雷达需要解决接收站与发射站、以及多个接收站之间的同步问题,主要有时间、频率和相位三大同步。针对探测海洋动力学参数的要求,分析了天地波组网雷达对同步的需求,提出了同步控制系统的设计方案,包括基于授时GPS实现的系统外同步设计以及基于FPGA实现的系统内同步设计,并给出了相应的硬件和软件实现以及闭环和外场测试结果。该方案解决了天地波组网同步问题,海边进行的天地波组网现场实验也证明了该方案的正确性。     

基于GNSS-R信号的土壤湿度反演研究

采用GNSS反射信号反演土壤湿度,介绍了采用的土壤介电模型、信号反射模型、反演理论、软件接收机及数据处理等关键技术。在利用湖水反射实验对接收机进行校准的基础上,给出了该反演技术和手持湿度计进行比较的实测结果,指出该方法在湿度很小时存在一定的误差,而土壤湿润时一致性良好,表明利用GNSS-R信号反演土壤湿度具有良好的发展前景。     

基于导航卫星载波信号的海浪高度反演系统

采用国内首个自主研发的全球定位系统(GPS)载波相位波浪仪,在上海东海大桥24km处的海洋遥感观测基地,构建全球导航卫星系统反射(GNSS-R)海洋遥感观测平台,对自然条件下充分发展的海浪进行观测实验。建立海表反射新模型及方法,推导载波相位差之差反演波高的方法,通过接收GPS直达和经海面反射的信号,选定仰角和信噪比符合条件的信号,经过信号的相关处理运算,输出海面波高的反演结果。利用自动气象站风场资料进行初步的定性分析,结果表明:GPS反演的波高结果基本合理可信,系统运算快速,实时性较强。目前,整个系统已投入业务试运行。