基于FPGA的航天设备智能检测系统设计与实现

1

作者 宁永慧 董戈 张炫丽 《科学技术与工程》 2009年第12期3342-3345,共4页

检测系统的性能优劣是航天设备运行的重要保证。针对已有的单片机检测系统操作性差、扩展性及自动化程度低提出设计方案。详细叙述了航天设备智能检测系统的设计方法,阐述了系统原理、硬件电路设计方法、FPGA软件实现以及定时器信号模拟... 检测系统的性能优劣是航天设备运行的重要保证。针对已有的单片机检测系统操作性差、扩展性及自动化程度低提出设计方案。详细叙述了航天设备智能检测系统的设计方法,阐述了系统原理、硬件电路设计方法、FPGA软件实现以及定时器信号模拟;详细描述了内部程序设计方法。在传统的以机箱控制的检测系统模式下,增加了PC机串口控制方案,实现了上位机智能控制和数据保存。 展开更多

关键词 地检设备 FPGA 串行通信 脉冲重复频率(PRF)

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先进双基SAR技术研究(英文) 被引量：9

2

作者 邓云凯 王宇 《雷达学报（中英文）》 CSCD 2014年第1期1-9,共9页

该文展示了世界上几个重要的先进混合双基SAR实验。混合双基模式是指发射端和接收端分别装载于不同类型的平台,例如星载/机载,机载/静止平台,星载/静止平台等。近年来相继有若干混合双基SAR实验成功完成,主要包括TerraSAR-X/PAMIR,PAMIR... 该文展示了世界上几个重要的先进混合双基SAR实验。混合双基模式是指发射端和接收端分别装载于不同类型的平台,例如星载/机载,机载/静止平台,星载/静止平台等。近年来相继有若干混合双基SAR实验成功完成,主要包括TerraSAR-X/PAMIR,PAMIR/静止平台,以及TerraSAR-X/静止平台。此外,在TerraSAR-X/静止平台的双基模式下还验证了多基线干涉SAR(MB-InSAR)和数字波束形成(DBF)技术。值得强调的是,该文所展示的DBF实验结果属于世界上首次成功的基于在轨雷达卫星的DBF实验。 展开更多

关键词 双基SAR(Bi-SAR) 多基线干涉SAR(MB-InSAR) 数字波束合成(DBF) TERRASAR PAMIR

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基于GPIB的有源相控阵天线自动测试系统 被引量：7

3

作者 万瑾芳 张志敏 《科学技术与工程》 2009年第13期3817-3821,共5页

针对大规模有源相控阵天线中的通道数量多,测试工作量大的特点,设计了一种基于GPIB的自动测试系统,可对有源相控阵天线通道幅相特性进行自动化测量。与手动测试方法相比,本系统大大提高了有源相控阵天线通道测试的效率和准确性,实现了... 针对大规模有源相控阵天线中的通道数量多,测试工作量大的特点,设计了一种基于GPIB的自动测试系统,可对有源相控阵天线通道幅相特性进行自动化测量。与手动测试方法相比,本系统大大提高了有源相控阵天线通道测试的效率和准确性,实现了测试数据格式化存储,方便雷达波控系统利用测试数据做进一步的通道幅相校准。实际应用表明,该系统运行稳定,可靠性高,能够满足实际工程的需求。 展开更多

关键词 有源相控阵天线 GPIB 天线自动测试 矢量网络分析仪

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基于FPGA的星载合成孔径雷达、通用试验记录仪系统的设计

4

作者 王春明 张华春 倪江 《科学技术与工程》 2009年第12期3337-3341,共5页

星载SAR系统在轨飞行前,必须经过严格的测试,以保证其性能达到设计要求。针对这些测试工作量大、需要的测试仪器多、数据记录不全面等问题,介绍了一种通用试验记录仪的设计。它以FPGA为核心可以完成模拟信号采集、模拟信号恢复、辅助数... 星载SAR系统在轨飞行前,必须经过严格的测试,以保证其性能达到设计要求。针对这些测试工作量大、需要的测试仪器多、数据记录不全面等问题,介绍了一种通用试验记录仪的设计。它以FPGA为核心可以完成模拟信号采集、模拟信号恢复、辅助数据发送和接收、小容量数据记录、遥测数据和热敏电阻采集等功能。同时采用了USB接口,为上位机自动控制和数据永久保存提供了条件。详细叙述了系统的设计方法,阐述了系统原理、硬件电路设计方法和FPGA软件实现。 展开更多

关键词 星载合成孔径雷达 FPGA USB接口 DDR2 SDRAM

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一种基于最小二乘直线拟合的高分辨率DBS成像算法 被引量：10

5

作者 刘凡 赵凤军 +2 位作者 邓云凯 禹卫东 艾加秋 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期787-791,共5页

该文分析了应用于扫描模式下的传统多普勒波束锐化成像算法(DBS)及其改进算法的特点和不足,提出一种新的高分辨率多普勒锐化算法。该算法给出了相干累积点数的选取原则,考虑了距离徙动校正,并利用最小二乘直线拟合方法将模仿SAR的方位... 该文分析了应用于扫描模式下的传统多普勒波束锐化成像算法(DBS)及其改进算法的特点和不足,提出一种新的高分辨率多普勒锐化算法。该算法给出了相干累积点数的选取原则,考虑了距离徙动校正,并利用最小二乘直线拟合方法将模仿SAR的方位聚焦处理技术推广到一般大范围扫描情况,较大幅度地提高了DBS算法的成像质量。机载雷达实测数据的处理结果证明了方法的有效性。 展开更多

关键词 扫描雷达 最小二乘直线拟合 多普勒波束锐化(DBS) 距离徙动校正 去方位调频斜率

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高性能无数据辅助QPSK频偏估计新算法 被引量：8

6

作者 张毅 欧阳志新 +1 位作者 邓云凯 王宇 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期187-193,共7页

针对无数据辅助的正交相移编码(QPSK)载波频偏估计,提出了一种去除调制信息的新方法,基于该方法又提出新的QPSK频偏估计算法,并结合离散傅里叶变换粗频偏估计方法对大频偏进行估计.与插值离散傅里叶变换频偏估计算法相比,新算法提高了... 针对无数据辅助的正交相移编码(QPSK)载波频偏估计,提出了一种去除调制信息的新方法,基于该方法又提出新的QPSK频偏估计算法,并结合离散傅里叶变换粗频偏估计方法对大频偏进行估计.与插值离散傅里叶变换频偏估计算法相比,新算法提高了对频偏变化的适应能力,使之在频偏缓变的情况下依然可以准确估计频偏.仿真以及FPGA实现结果表明,新算法在低信噪比下仍能接近克拉美罗界. 展开更多

关键词 QPSK 无数据辅助 频偏估计 去调制

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一种用于瓦片式T/R组件的垂直互连方式 被引量：12

7

作者 张之光 徐正 +2 位作者 刘骁 齐向阳 许哲 《科学技术与工程》 北大核心 2013年第11期3104-3108,共5页

在瓦片式T/R组件中,射频信号从内部腔体到外部辐射单元的垂直传输对于组件整体性能有着重要影响。为实现有效的垂直互连,提出了一种组件腔体内微带线经由偏置带状线、拟同轴过孔、锡球、盖板过孔与mini-SMP接头互连至辐射单元的方法。应... 在瓦片式T/R组件中,射频信号从内部腔体到外部辐射单元的垂直传输对于组件整体性能有着重要影响。为实现有效的垂直互连,提出了一种组件腔体内微带线经由偏置带状线、拟同轴过孔、锡球、盖板过孔与mini-SMP接头互连至辐射单元的方法。应用HFSS电磁场仿真软件对其进行了仿真优化,确定关键结构参数。采用所述互连方式加工了低温共烧陶瓷(LTCC)封装的瓦片式发射/接收(T/R)组件,测试结果表明该结构能够实现良好的垂直互连。 展开更多

关键词 微波垂直互连 瓦片式T R组件 低温共烧陶瓷(LTCC) 偏置带状线HFSS

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基于投影矩阵法的阵列天线波束形成方法 被引量：9

8

作者 刘肖萌 高文军 +2 位作者 邓云凯 王乐 焦军军 《雷达学报（中英文）》 2012年第1期50-57,共8页

该文介绍一种阵列天线波束形成的新算法——投影矩阵法,包括复系数、仅相位、仅幅度的波束形成技术,并推广应用到多目标波束综合设计中。文中首先给出采用投影矩阵法进行阵列天线复系数和仅相位波束形成的计算方法,然后提出仅幅度控制... 该文介绍一种阵列天线波束形成的新算法——投影矩阵法,包括复系数、仅相位、仅幅度的波束形成技术,并推广应用到多目标波束综合设计中。文中首先给出采用投影矩阵法进行阵列天线复系数和仅相位波束形成的计算方法,然后提出仅幅度控制下的投影矩阵法,并进一步应用到多目标波束同时优化设计中。该文计算了多种工程应用例子,特别是满足全口径和多子孔径波束优化的仅幅度控制技术、满足多波束优化的仅相位控制及共用幅度优化技术,对算例的设计达到了采用优化激励系数控制波束指向、波束赋形、旁瓣电平等性能要求,实现了阵列天线的波束形成。仿真结果说明了投影矩阵法的有效性,适用范围广泛。 展开更多

关键词 阵列天线 波束形成 投影矩阵法 仅相位控制 仅幅度控制

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有限扫描反射面天线相控波束重构技术 被引量：7

9

作者 刘肖萌 高文军 邓云凯 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期481-486,共6页

该文研究一种采用聚焦馈源阵列馈电的反射面天线,相控阵馈源离开焦平面向反射面移动一定距离,位于焦散区,能够增强反射面天线的波束重构赋形能力和有限视角扫描能力。采用改进的投影矩阵法,利用仅相位控制技术,求解相控阵馈源的激励系数... 该文研究一种采用聚焦馈源阵列馈电的反射面天线,相控阵馈源离开焦平面向反射面移动一定距离,位于焦散区,能够增强反射面天线的波束重构赋形能力和有限视角扫描能力。采用改进的投影矩阵法,利用仅相位控制技术,求解相控阵馈源的激励系数,有效综合了聚焦馈源偏置抛物面天线的方向图。对算例的设计达到了采用仅相位技术控制波束指向、波束赋形、旁瓣电平等性能要求,实现了相控阵馈电偏置抛物面天线的波束重构或扫描,并利用商用GRASP仿真软件验证了该文的设计结果,说明了该文方法的有效性。 展开更多

关键词 有限视角天线 方向图综合 相控阵馈源 投影矩阵法

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分布式卫星SAR相位同步的实现方案及试验验证 被引量：9

10

作者 李世强 禹卫东 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期356-360,共5页

雷达载波的相位同步是分布式卫星SAR正常工作的前提,该文提出了一种分布式卫星SAR系统相位同步的改进方案,在采用GPS驯服晶振基础上利用相位同步脉冲的双向对传实现相位同步。分析了影响相位同步性能的各种因素,并通过地面试验验证了该... 雷达载波的相位同步是分布式卫星SAR正常工作的前提,该文提出了一种分布式卫星SAR系统相位同步的改进方案,在采用GPS驯服晶振基础上利用相位同步脉冲的双向对传实现相位同步。分析了影响相位同步性能的各种因素,并通过地面试验验证了该文方案的性能。 展开更多

关键词 分布式卫星SAR 相位同步 GPS驯服晶振

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基于非理想运动误差补偿的SAR地面运动目标成像（英文） 被引量：3

11

作者 周辉 赵凤军 +1 位作者 禹卫东 杨健 《雷达学报（中英文）》 CSCD 2015年第3期265-275,共11页

传统的SAR地面运动目标成像算法主要集中在距离徙动校正和目标的运动参数估计上。但在SAR实测数据处理中,非理想运动误差补偿对动目标聚焦成像质量至关重要,而且该误差既不能通过固定的SAR运动误差补偿算法来补偿,也无法通过采用自聚焦... 传统的SAR地面运动目标成像算法主要集中在距离徙动校正和目标的运动参数估计上。但在SAR实测数据处理中,非理想运动误差补偿对动目标聚焦成像质量至关重要,而且该误差既不能通过固定的SAR运动误差补偿算法来补偿,也无法通过采用自聚焦技术解决。该文根据含有非理想运动误差的SAR运动目标回波信号模型,对影响动目标多普勒中心的两类非理想运动误差进行深入分析,提出一种将INS惯导数据与距离走动轨迹相结合的非理想运动误差补偿算法,并通过实际数据和计算机仿真数据验证了该算法的有效性。 展开更多

关键词 合成孔径雷达(SAR) 地面运动目标成像(GMTIm) 非理想运动误差补偿 多普勒中心

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SAR图像相干斑抑制中的像素相关性测量 被引量：3

12

作者 李光廷 杨亮 +1 位作者 黄平平 禹卫东 《雷达学报（中英文）》 2012年第3期301-308,共8页

像素相关性(Pixel Relativity,PR)测量是权重平均相干斑抑制算法中的关键技术,该文从3个方面对SAR图像中的PR模型进行了研究。首先,该文论述了比值PR模型的合理性,提出了两种新的比值PR模型(对数高斯模型与像素相似概率模型),并将SAR图... 像素相关性(Pixel Relativity,PR)测量是权重平均相干斑抑制算法中的关键技术,该文从3个方面对SAR图像中的PR模型进行了研究。首先,该文论述了比值PR模型的合理性,提出了两种新的比值PR模型(对数高斯模型与像素相似概率模型),并将SAR图像概率密度函数与比值概率密度函数转化为比值PR模型;然后,为了对4种PR模型应用于相干斑抑制的性能进行比较,设计了基于PR的权重最大似然滤波器;最后,针对相关性最大值位置不为1的PR模型存在的辐射保持能力差的问题,提出了模型最大值位置校正的方法。理论分析与实验表明了提出模型及最大值位置校正方法的有效性。 展开更多

关键词 SAR图像 相干斑抑制 像素相关性 比值

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基于相似像素选择的非局域SAR图像相干斑抑制 被引量：1

13

作者 李光廷 黄平平 禹卫东 《雷达学报（中英文）》 2012年第2期171-181,共11页

该文提出了一种比值距离像素相关性模型与相似像素选择的非局域SAR图像相干斑抑制算法。首先由两像素的联合概率密度函数得出了比值距离像素相关性模型,并按错误概率最小准则训练生成了不同情况下的像素相似性阈值表,然后进行非局域窗... 该文提出了一种比值距离像素相关性模型与相似像素选择的非局域SAR图像相干斑抑制算法。首先由两像素的联合概率密度函数得出了比值距离像素相关性模型,并按错误概率最小准则训练生成了不同情况下的像素相似性阈值表,然后进行非局域窗中像素的相似性计算,并用查表所得的像素相似性阈值进行非局域窗中相似像素的选择,最后用选中的像素进行当前像素真实后向散射系数的估计。对仿真与实测SAR图像的相干斑抑制实验显示,与其它现有非局域抑斑算法相比,该文方法不仅能最大程度地去除同质区域的噪声,而且可以对边缘纹理等细节区域进行很好地重构,滤波结果显示了很好的视觉效果,并且具有较低的计算复杂度。 展开更多

关键词 SAR图像 相干斑抑制 像素相似性 像素相关性 阈值 非局域

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新型低温共烧陶瓷(LTCC)带通滤波器设计及其在射频电路中的应用 被引量：1

14

作者 喻忠军 刘开雨 石海然 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第18期227-230,共4页

介绍了一种基于低温共烧陶瓷(LTCC)技术的带通滤波器,它采用了一种新型电路结构,具有尺寸小、相对带宽窄、带外抑制特性好以及可调谐等特点。给出了该滤波器的设计方法、仿真结果,并且给出了其在星载合成孔径雷达(SAR)系统射频电路中的... 介绍了一种基于低温共烧陶瓷(LTCC)技术的带通滤波器,它采用了一种新型电路结构,具有尺寸小、相对带宽窄、带外抑制特性好以及可调谐等特点。给出了该滤波器的设计方法、仿真结果,并且给出了其在星载合成孔径雷达(SAR)系统射频电路中的应用实例和测试结果。 展开更多

关键词 带通滤波器 低温共烧陶瓷(LTCC)技术 合成孔径雷达(SAR)

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马尔可夫随机场SAR图像分割的快速实现技术

15

作者 李光廷 禹卫东 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期1810-1815,共6页

针对用马尔可夫随机场(MRF)进行合成孔径雷达(SAR)图像分割的传统实现方式计算效率低的问题,提出以图像整体为操作对象并与标记图的边缘检测相结合的MRF图像分割快速实现方法.分析只针对标记图边缘像素进行处理带来错误分割的概率,将提... 针对用马尔可夫随机场(MRF)进行合成孔径雷达(SAR)图像分割的传统实现方式计算效率低的问题,提出以图像整体为操作对象并与标记图的边缘检测相结合的MRF图像分割快速实现方法.分析只针对标记图边缘像素进行处理带来错误分割的概率,将提出方法应用到扩散MRF分割中.理论分析及实验表明:与原实现方式相比,提出算法大大提高了单次迭代的速度,并可应用到一些先进的MRF分割算法中. 展开更多

关键词 合成孔径雷达图像 图像分割 马尔可夫随机场 快速实现

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基于CPU-GPU异质架构的子孔径算法实现

16

作者 宋明聪 赵凤军 刘亚波 《科学技术与工程》 北大核心 2013年第16期4703-4707,共5页

对于大规模遥感数据处理,单纯依靠CPU实现实时成像处理存在较大挑战。近年来出现的GPU图像处理单元为大规模数据处理提供了一个理想的处理平台。结合GPU和CPU的特点,利用基于CPU-GPU的异构协同处理平台来加速图像处理。同时,为了充分发... 对于大规模遥感数据处理,单纯依靠CPU实现实时成像处理存在较大挑战。近年来出现的GPU图像处理单元为大规模数据处理提供了一个理想的处理平台。结合GPU和CPU的特点,利用基于CPU-GPU的异构协同处理平台来加速图像处理。同时,为了充分发挥该异质架构的性能,提出了一种改进的基于子孔径架构的成像算法,并在此架构上对超大规模遥感数据进行了成像处理,取得良好的成像效果和加速比。 展开更多

关键词 异质架构 子孔径 GPU 并行处理

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基于几何特征聚类的图像降噪

17

作者 陆昊旸 李世强 《科学技术与工程》 北大核心 2013年第21期6139-6143,共5页

合成孔径雷达(SAR)图像中的相干斑噪声严重影响了SAR图像的自动解译。结合非局部滤波技术,提出了一种新的基于图像块处理的滤波算法。首先提取SAR图像几何特征,然后根据乘性噪声模型,对具有相同几何特征的图像块进行非局部均值滤波。在... 合成孔径雷达(SAR)图像中的相干斑噪声严重影响了SAR图像的自动解译。结合非局部滤波技术,提出了一种新的基于图像块处理的滤波算法。首先提取SAR图像几何特征,然后根据乘性噪声模型,对具有相同几何特征的图像块进行非局部均值滤波。在充分利用图像块强度相似性的同时,保留了SAR图像的几何结构特征。仿真图像和真实SAR图像的实验结果证实了算法的有效性。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 图像降噪 几何特征 非局部均值滤波

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L波段SAR数字接收机优化设计

18

作者 侯吉祥 张志敏 《科学技术与工程》 北大核心 2012年第16期3869-3871,3876,共4页

设计了一种基于FPGA的SAR数字接收机。接收机在L波段直接对射频信号进行采样,并由FPGA完成数字混频、滤波、降采样和数据传输。为提高输出信号的信噪比,并节省硬件计算资源,重点从频域的角度分析了接收机采样频率的选取和滤波器系数的... 设计了一种基于FPGA的SAR数字接收机。接收机在L波段直接对射频信号进行采样,并由FPGA完成数字混频、滤波、降采样和数据传输。为提高输出信号的信噪比,并节省硬件计算资源,重点从频域的角度分析了接收机采样频率的选取和滤波器系数的优化设计。按照此方法设计的接收机能够充分利用输出信号的动态范围并根据输入信号的带宽选择合适的降采样率和数据传输速率。最后用软件仿真和硬件实现的结果证明了该设计高效、可行。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 射频采样 低通滤波 数字接收机

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