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脉冲压缩雷达

脉冲压缩雷达发射宽脉冲信号,接收和处理回波后输出窄脉冲的雷达。为获得脉冲压缩的效果,发射的宽脉冲采取编码形式,并在接收机中经过匹配滤波器的处理。脉冲压缩雷达的优点是能获得大的作用距离和具有很高的距离分辨力。
  • 基于FPGA的频率特性测试仪的研制

    频率特性测试仪(简称扫频仪)是一种测试电路频率特性的仪器,它广泛应用于无线电、电视、雷达及通信等领域,为分析和改善电路的性能提供了便利的手段。而传统的扫频仪由多个模块构成,电路复杂,体积庞大,而且在高频测量中,大量的分立元件易受温度变化和电磁干扰的影响。为此,本文提出了集成化设计的方法,针对可编程逻辑器件的特点,对硬件实现方法进行了探索。 本文对三大关键技术进行了深入研究: 第一,由扫频信号发生器的设计出发,对直接数字频率合成技术(DDS)进行了系统的理论研究,并改进了ROM压缩方法,在提高压缩比的同时,改进了DDS系统的杂散度,并且利用该方法实现了幅度和相位可调制的DDS系统-扫频信号发生器。 第二,为了提高系统时钟的工作频率,对流水线算法进行了深入的研究,并针对累加器的特点,进行了一系列的改进,使系统能在100MHz的频率下正常工作。 第三,从系统频率特性测试的理论出发,研究如何在FPGA中提高多位数学运算的速度,从而提出了一种实现多位BCD码除法运算的方法—高速串行BCD码除法;随后,又将流水线技术应用于该算法,对该方法进行改进,完成了基于流水线技术的BCD码除法运算的设计,并用此方法实现了频率特性的测试。 在研究以上理论方法的基础上,以大规模可编程逻辑器件EP1K100QC208和微处理器89C52为实现载体,提出了基于单片机和FPGA体系结构的集成化设计方案;以VerilogHDL为设计语言,实现了频率特性测试仪主要部分的设计。该频率特性测试仪完成扫频信号的输出和频率特性的测试两大主要任务,而扫频信号源和频率特性测试这两大主要模块可集成在一片可编程逻辑器件中,充分体现了可编程逻辑器件的优势。 本文首先对相关的概念理论进行了介绍,包括DDS原理、流水线技术等,进而提出了系统的总体设计方案,包括设计工具、语言和实现载体的选择,而后,简要介绍了微处理器电路和外围电路,最后,较为详细地阐述了两个主要模块的设计,并给出了实现方式。

    标签: FPGA 频率特性 测试 仪的研制

    上传时间: 2013-06-08

    上传用户:xiangwuy

  • 高分辨率合成孔径雷达视频模拟器FPGA实现技术研究

    在合成孔径雷达的研究和研制工作中,合成孔径雷达模拟技术具有十分重要的作用。本文以440MHz带宽线性调频信号,采样频率500MHz高分辨合成孔径雷达视频模拟器为研究对象。首先对模拟器的几项主要技术进行分析,在对点目标回波信号模型分析研究的基础上,对点目标原始回波数据进行模拟并做了成像验证,从而为硬件实现提供了正确的信号模型;针对传统的“波形存储直读法”方案,即在计算机平台上用模拟软件产生原始回波数据并存储,再通过计算机接口实现数据传输,最后完成数模转换产生视频信号这一过程,分析指出该方案在实现高分辨率时的速度和容量瓶颈。  针对具体的设计要求,围绕速度和容量问题,本文着眼于高分辨率SAR模拟器的FPGA实现研究,指出FPGA实时生成点目标原始回波数据是其实现的核心;针对这一核心问题,充分利用现代VLSI设计中的流水线技术与并行阵列技术以及FPGA的优良性能和丰富资源,在时间上采用同步流水结构、空间上采用并行阵列形式,将速度和容量问题统一为数据的高速生成问题;给出了系统总体设计思想,该方案不需要大容量存储器单元,大大减少模拟器复杂度;对原始回波数据实时生成模块的各主要单元给出了结构并进行了仿真,结果表明FPGA可以满足课题设计要求;同时,对该模拟器片上系统的实现、增强人机交互性,给出了人机界面的设计思路。  分析指出了点目标原始回波数据实时生成模块通过并行扩展即可实现多点目标的原始回波数据实时生成;最后对复杂场景目标模拟器的实现进行了构思,指出了传统方案在改进的基础上实现高分辨率视频模拟器的可行性。本文首次提出以FPGA实现高分辨率合成孔径雷达原始回波数据实时生成的思想,为国内业界在此方向做了一些理论和实践上的有益探索,对于国内高分辨率合成孔径雷达的研制具有一定的实际意义。

    标签: FPGA 高分辨率 合成孔径 雷达视频

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:阿四AIR

  • 图象压缩系统中熵编解码器的FPGA设计及实现

    随着移动终端、多媒体、Internet网络、通信,图像扫描技术的发展,以及人们对图象分辨率,质量要求的不断提高,用软件压缩难以达到实时性要求,而且会带来因传输大量原始图象数据带来的带宽要求,因此采用硬件实现图象压缩已成为一种必然趋势。而熵编码单元作为图像变换,量化后的处理环节,是图像压缩中必不可少的部分。研究熵编解码器的硬件实现,具有广阔的应用背景。本文以星载视频图像压缩的硬件实现项目为背景,对熵编码器和解码器的硬件实现进行探讨,给出了并行熵编码和解码器的实现方案。熵编解码器中的难点是huffman编解码器的实现。在设计并行huffman编码方案时通过改善Huffman编码器中变长码流向定长码流转换时的控制逻辑,避免了因数据处理不及时造成数据丢失的可能性,从而保证了编码的正确性。而在实现并行的huffman解码器时,解码算法充分利用了规则化码书带来的码字的单调性,及在特定长度码字集内码字变化的连续性,将并行解码由模式匹配转换为算术运算,提高了存储器的利用率、系统的解码效率和速度。在实现并行huffman编码的基础上,结合针对DC子带的预测编码,针对直流子带的游程编码,能够对图像压缩系统中经过DWT变换,量化,扫描后的数据进行正确的编码。同时,在并行huffman解码基础上的熵解码器也可以解码出正确的数据提供给解码系统的后续反量化模块,进一步处理。在本文介绍的设计方案中,按照自顶向下的设计方法,对星载图像压缩系统中的熵编解码器进行分析,进而进行逻辑功能分割及模块划分,然后分别实现各子模块,并最终完成整个系统。在设计过程中,用高级硬件描述语言verilogHDL进行RTL级描述。利用了Altera公司的QuartusII开发平台进行设计输入、编译、仿真,同时还采用modelsim仿真工具和symplicity的综合工具,验证了设计的正确性。通过系统波形仿真和下板验证熵编码器最高频率可以达到127M,在62.5M的情况下工作正常。而熵解码器也可正常工作在62.5M,吞吐量可达到2500Mbps,也能满足性能要求。仿真验证的结果表明:设计能够满足性能要求,并具有一定的使用价值。

    标签: FPGA 图象压缩

    上传时间: 2013-05-19

    上传用户:吴之波123

  • FPGA技术在全数字化超声诊断仪中的应用研究

    数字超声诊断设备在临床诊断中应用十分广泛,研制全数字化的医疗仪器已成为趋势。尽管很多超声成像仪器设计制造中使用了数字化技术,但是我们可以说现代VLSI 和EDA 技术在其中并没有得到充分有效的应用。随着现代电子信息技术的发展,PLD 在很多与B 型超声成像或多普勒超声成像有关的领域都得到了较好的应用,例如数字通信和相控雷达领域。 在研究现代超声成像原理的基础上,我们首先介绍了常见的数字超声成像仪器的基本结构和模块功能,同时也介绍了现代FPGA 和EDA 技术。随后我们详细分析讨论了B 超中,全数字化波束合成器的关键技术和实现手段。我们设计实现了片内高速异步FIFO 以降低采样率,仿真结果表明资源使用合理且访问时间很小。正交检波方法既能给出灰度超声成像所需要的回波的幅值信息,也能给出多普勒超声成像所需要的回波的相移信息。我们设计实现了基于直接数字频率合成原理的数控振荡器,能够给出一对幅值和相位较平衡的正交信号,且在FPGA 片内实现方案简单廉价。数控振荡器输出波形的频率可动态控制且精度较高,对于随着超声在人体组织深度上的穿透衰减,导致回波中心频率下移的声学物理现象,可视作将回波接收机的中心频率同步动态变化进行补偿。 还设计实现了B 型数字超声诊断仪前端发射波束聚焦和扫描控制子系统。在单片FPGA 芯片内部设计实现了聚焦延时、脉宽和重复频率可动态控制的发射驱动脉冲产生器、线扫控制、探头激励控制、功能码存储等功能模块,功能仿真和时序分析结果表明该子系统为设计实现高速度、高精度、高集成度的全数字化超声诊断设备打下了良好的基础,将加快其研发和制造进程,为生物医学电子、医疗设备和超声诊断等方面带来新思路。

    标签: FPGA 全数字 中的应用 超声诊断仪

    上传时间: 2013-06-18

    上传用户:hfmm633

  • 基于FPGA的双自触发脉冲激光测距关键技术研究

    激光测距技术被广泛应用于现代工业测量、航空与大地的测量、国防及通信等诸多领域。本文从已获得广泛应用的脉冲激光测距技术入手,重点分析了近年提出的自触发脉冲激光测距技术(STPLR)特别是其中的双自触发脉冲激光测距技术(BSTPLR),通过分析发现其核心部件之一就是用于测量激光脉冲飞行时间(周期)的高精度高速计数器,而目前一般的方式是采用昂贵的进口高速计数器或专用集成电路(ASIC)来完成,这使得激光测距仪在研发、系统的改造升级和自主知识产权保护等诸多方面受到制约,同时在其整体性能上特别是在集成化、小型化和高可靠性方面带来阻碍。为此,本文研究了采用现场可编程门阵列(FPGA)来实现脉冲激光测距中的高精度高速计数及其他相关功能,基本解决了以上存在的问题。 论文通过对双自触发脉冲激光测距的主要技术要求和技术指标进行分析,对其中的信号处理单元采用了FPGA+单片机的设计形式。由FPGA主控芯片(EPF10K20TC144-4)作为周期测量模块,在整个测距系统中是信号处理的核心部件,借助其用户可编程特性及很高的内部时钟频率,设计了专用于BSTPLR的高速高精度计数芯片,负责对测距信号产生电路中的时刻鉴别电路输出信号进行计数。数据处理模块则主要由单片机(AT89C51)来实现。系统可以通过键盘预置门控信号的宽度以均衡测量的精度和速度,测量结果采用7位LED数码管显示。本设计在近距离(大尺寸)范围内实验测试时基本满足设计要求。

    标签: FPGA 自触发脉冲 激光测距 关键技术

    上传时间: 2013-06-02

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  • 基于ARMLinux的多道脉冲幅度分析器数字系统设计

    随着电子技术的不断发展,各种智能核仪器逐步走向自动化、智能化、数字化和便携式的方向发展。针对传统的多道脉冲幅度分析器体积大,人机交互不友好,不方便现场分析等的缺陷[5]。新型的高速、集成度高、界面友好的多道脉冲幅度分析器的陆续出现填补了这一缺点。 随着电子技术的发展,以ARM为核的处理器技术的应用领域不断扩大,相比较单片机而言,它的主频高、运算速度快,可以满足多道脉冲幅度分析器的苛刻的时间上的要求。而且ARM处理器功耗小,适合于功耗要求比较苛刻的地方,这些方面的特点正好满足了便携式多道脉冲幅度分析器野外勘察的要求。同时,由于以ARM为核的处理器具有丰富的外设资源,这样就简化了外设电路及芯片的使用,降低了功耗并增强了产品的信赖性。另外,ARM芯片可以方便的移植操作系统,为多道脉冲幅度分析器多任务的管理和并行的处理,甚至硬实时功能的实现提供了前提。而且在ARM平台使用嵌入式linux操作系统使多道脉冲幅度分析器的软件易于升级。 智能化和小型化是多道脉冲幅度分析器的发展趋势。智能化要求系统的自动化程度高、操作简便、容错性好。智能化除了需要控制软件外,还需要软件命令的执行者即硬件控制电路来实现相应的控制逻辑,两者的结合才能真正的实现智能化。小型化要求系统的体积小、功耗小、便于携带;小型化除了要求采用微功耗的器件,还要求电路板的尺寸尽量的小且所用元件尽量的少,但小型化的同时必须保持系统的智能化,即不能减少智能化所要求的复杂的逻辑和时序的控制功能。为此采用高集成度的ARM芯片实现控制电路能满意地同时满足智能化和小型化的要求。在研制的多道脉冲幅度分析器中,几乎所有的控制都可以用控制芯片来实现,如阈值设定、自动稳谱以及多道数据采集,在节省了元件的数目和电路板的尺寸的同时仍能保持系统的智能化程度。 Linux内核精简而高效,可修改性强,支持多种体系结构的处理器等,使得它是一个非常适合于嵌入式开发和应用的操作系统。嵌入式Linux可以运行的硬件平台十分广泛,从x86、MIPS、POWERPC到ARM,以及其他许多硬件体系结构。目前在世界范围内,ARM体系结构的SOC逐渐占领32位嵌入式微处理器市场,ARM处理器及技术的应用几乎已经深入到各个领域,例如:工业控制,无线通讯,网络,消费类电子,成像等。 本课题采用三星公司生产的ARM(Advanced RISC Machines,先进精简指令集机器)芯片S3C2410A设计并研制了一种便携式的核数据采集系统设计方案。利用ARM芯片丰富的外设资源对传统的多道脉冲幅度分析器进行改进和简化。系统由前端探测器系统,以及由线性脉冲放大器、甄别电路、控制电路、采样保持电路组成的前置电路,中央处理器模块,显示模块,用户交互模块,存储模块,网络传输模块等多个模块组成。本设计基于ARM9芯片S3C2410,并在此平台上移植了嵌入式linux操作系统来进行任务的调度和处理等。 电路板核心板部分设计采用6层PCB板结构,这样增加了系统可靠性,提高了电磁兼容的稳定性。数据采集系统是多道脉冲幅度分析器的核心,A/D转换直接使用了S3C2410内置的ADC(Analog to Digital Converter,模数转换器),在2.5 MHz的转换时钟下最大转换速度500 KSPS(Kilo-Samples per second,千采样点每秒),满足了系统最低转换时间≤5 μs的要求,并且控制简单,简化了外部接口电路。由于SD(Secure Digital Card,安全数码卡)卡存储容量大、携带方便、成本低等优点,所以设计中采用其作为外部的数据存储设备,其驱动部分采用SD卡软件包,为开发带来了方便。本设计采用640*480的6.4寸LCD(Liquid Crystal Display,液晶显示)屏作为人机交互的显示部分,并且通过Qt/Embedded为系统提供图形用户界面的应用框架和窗口系统。其中包括了波形显示部分和用户菜单设置部分,这样方便了用户操作。系统的数据存取方面是基于SQLite嵌入式小型数据库而进行的。为了方便数据向上位机的传输,系统设计中采用XML(Extensible Markup Language,可扩展标记语言)格式来组织传输的数据,通过基于TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)协议的Linux下Socket套接字编程,来进行与上位机或PC(Personal Computer,个人计算机或桌面机)等的连接和数据传输。

    标签: ARMLinux 多道 分析器 脉冲幅度

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:tzl1975

  • 倒车雷达系统的设计

    倒车雷达系统的设计资料,希望能给开发者一些帮助。

    标签: 倒车雷达

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:shwjl

  • 基于嵌入式ARM的雷达波控控制系统

    现代社会中相控阵雷达的应用越来越广泛,相控阵雷达在目标识别、空间探测、雷达成像等先进技术领域的研究不断深入。相控阵雷达的各个部分开始采用全数字化的控制方式,这对波束控制器提出了更高的技术要求:运算速度快、设备量少、数据吞吐量大、工作方式多、集成度高。为适应这些要求,结合嵌入式技术的发展,论文先介绍了相控阵雷达波控系统的基本功能和发展趋势,然后阐述了波束控制系统的实现方法,接着提出基于嵌入式ARM(Advanced RISC Machines)的雷达波束控制主控系统的详细设计方案和开发调试过程,论证了基于ARM嵌入式处理器实现雷达波束控制主控系统的运算、控制、通信等功能的可行性,最后给出了波控分系统通常采用的几种工程实现方法和其原理框图,通过软硬件相结合的设计满足雷达波控系统对组件的控制功能,完善波控系统的通用化和系列化设计思想。

    标签: ARM 嵌入式 雷达 控制系统

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:KIM66

  • CCSDS图像压缩和AES加密算法研究及其FPGA实现

    遥感图像是深空探测和近地观测所得数据的重要载体,在军事和社会经济生活领域发挥着重要作用。由于遥感图像数据量巨大,它的存储和传输已成为遥感信息应用中的关键问题。图像压缩编码技术能降低图像冗余度,从而减小图像的存储容量和传输带宽,它的研究对于遥感图像应用具有重要的现实意义。CCSDS图像压缩算法是空间数据系统咨询委员会(CCSDS)提出的图像数据压缩算法。该算法复杂度较低,并行性好,适合于硬件实现,能实现对空间数据的实时处理,从而广泛应用于深空探测和近地观测。对于直接关系到军事战略、经济建设等方面的遥感图像的传输,必须对它进行加密处理。AES加密算法是由美国国家标准和技术研究所(NIST)于2000年发布的数据加密标准,它不但能抵抗各种攻击,保证加密数据的安全性,而且易于软件和硬件实现。本论文对CCSDS图像压缩算法和AES加密算法进行了研究,完成的主要工作包括: (1)研究了CCSDS图像压缩算法的原理和结构,用C语言实现了算法的编解码器,并与SPIHT算法和JPEG2000算法的性能进行了比较。 (2)研究了AES加密算法的原理和结构,用C语言实现了算法的加解密器。 (3)介绍了实现CCSDS图像压缩算法和AES加密算法的FPGA设计所选择的软件开发工具、开发语言和硬件开发平台。 (4)给出了CCSDS编码器的FPGA实现方法和实现性能。 (5)给出了AES加密器的FPGA实现方法和实现性能。 本文设计的CCSDS图像压缩和AES加密FPGA系统运用了流水线设计、高速内存设计、模块并行化设计和模块串行化设计等技术,在系统速度和资源面积上取得了较好的平衡,达到了预期的设计目的。

    标签: CCSDS FPGA AES 图像压缩

    上传时间: 2013-07-15

    上传用户:dylutao

  • CCSDS图像压缩算法与AES加密算法的FPGA实现研究

    本文以星载图像数据的压缩与加密为背景,对CCSDS图像压缩算法和AES数据加密算法做了深入研究。文章的主要工作包括: (1)实现了CCSDS图像压缩算法的C程序,并且与SPIHT算法和JPEG2000算法在星载图像压缩领域做了简单的对比; (2)对原始CCSDS图像压缩算法进行了改进。实验结果表明,改进后的算法在提升算法性能的同时,降低了算法的复杂度; (3)研究了AES数据加密标准,并实现了该算法的C程序; (4)用VerilogHDL语言实现了CCSDS图像压缩算法和AES数据加密算法的编码器; (5)在FPGA硬件平台上,验证了这两种算法编码器的正确性和有效性。

    标签: CCSDS FPGA AES 图像压缩

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:pwcsoft