在雷達信號處理中，通常可以延長積累時間以增加實際應用的能量，達到降低信號信噪比要求的日的。隨著積累時間延長，特別是當目標進行變速、轉彎等機動飛行時，目標的多普勒回波是時變的，不再能看作中穩(wěn)信號，傳統(tǒng)的基于FFT的相參積累不再適用。本文以新體制米波舌達研制為背景，研究微弱信號長時間積累檢測的新理論和新方法，主要研究內容包括：1，對目前微弱信號長時間積累檢測問題的研究現(xiàn)狀進行了分析，明確了對多項式相位信號及跨距離單元積累問題研究的必要性2，研究了多項式相位信號的檢測問題，提出了先對雷達的多晉勒回波信號進行時頻分析，再利用隨機Hough變換（RHT）對得到的時頻圖進行多項式曲線檢測的方法。隨機Hough變換是針對圖象處理中直線、圓和橢圓等幾何圖形的檢測問題而提出的，本文將其借鑒到微弱信號長時間積累檢測中，克服了以往使用Hough變換通常只能分析線性調頻信號的局限。本文對影響其檢測性能的關鍵因素進行了分析，并進行了仿真，結果表明隨機Hough變換具有參數(shù)空間無限大、參數(shù)精度任意高、時間和空間復雜度低的優(yōu)點，特別適合于雷達信號的長時間積累檢測。3，在雷達的長時間積累過程中，目標在整個積累時間內，可能由于徑向運動導致其回波分段出現(xiàn)在幾個不同的距離單元中。如果不考慮距離的走V/動，儀儀簡單地將同一個距離單元上的信號進行亂累，就無法有效地利用信號的能量。這就需要在信號處理中進行跨距離單元的積累檢測。本文將信號的時頻圖推廣到時間-多普勒頻率-距離三維空間中，將應用于二維圖像的RHT算法推廣到三維空間的檢測中。利用時間-多普勒頻率距離三維空間的直線檢測，來克服雷達回波散布在不同距離單元所帶來的信號積累問題。4，在實際應用中，隨著積累時間增加，目前有關多項式相位信號檢測和估計的方法需要的資源量，特別是存儲量也大大增加，因而很難直接應用于微弱信號的檢測。本文在高階模糊函數(shù)的基礎上，采用時域分幀處理方法，每幀進行門限預處理，剔除大部分干擾噪聲，僅保留包含目標在內的部分HAF譜成分以作后續(xù)的幀間累加，最后再進行二次門限檢測。目標多普勒回波進行兩級門限處理的方法可以有效地應用于微弱信號的檢測，減少運算量和存儲需求，有利于應用于實時信號處理系統(tǒng)。
上傳時間： 2022-06-17
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單脈沖雷達在我國航天測控領域具有非常重要的作用。隨著新技術的不斷研發(fā)和投入使用，數(shù)字單脈沖雷達技術已經(jīng)日趨成熟并逐漸走向實用，模擬單脈沖雷達接收機進行數(shù)字化改造適應了技術發(fā)展的趨勢。接收機數(shù)字化改造的目的是在設備可靠性增加的基礎上，實現(xiàn)雷達跟蹤距離的大幅提高。在進行接收機數(shù)字化改造前，要進行雷達回波微弱信號檢測方法的研究，以達到在數(shù)字接收機上實現(xiàn)提高回波信號輸出信噪比的目的，從而增加單脈沖雷達的跟蹤距離。本文在研究大量國內外微弱信號檢測成果的基礎上，結合我國單脈沖雷達回波信號處理特點，提出了應用小波多分辨率閥值去噪來實現(xiàn)單脈沖雷達微弱信號檢測的方法。闡述了單脈沖雷達微弱信號檢測方法的研究背景，并介紹了單脈沖雷達回波微弱信號的采集和提取工作。提出應用小波多分辨率閥值去噪法來進行單脈沖雷達回波微弱信號檢測的方法，并通過MATLAB仿真進行了算法驗證，在理論和實驗上驗證了在回波信號去噪效果和波形恢復方面的良好效果，為后續(xù)的接收機數(shù)字化改造奠定了理論基礎和算法模型。本文提出的方法有效地提高了微弱信號檢測輸出的信噪比，大幅增加了單脈沖雷達的跟蹤距離。
上傳時間： 2022-06-18
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當雷達波束照射海面時，海浪也能反射電波，使顯示器熒光屏上出現(xiàn)雜亂脈沖或不均勻閃爍斑點，時隱時現(xiàn)，且位置不固定，這種看起來類似噪聲的后向散射回波，被稱為海雜波。簡單來說，海雜波就是來自于被雷達發(fā)射信號照射的一片海面的后向散射回波。航海雷達檢測海面上的或者接近海面上空的目標物體時，需要克服海面本身的海雜波，但由于海雜波具有變化多端和對目標物體的回波強度干擾大的缺點，故在很多情況下，限制了航海雷達的探測能力，所以說對于海雜波的抑制成為航海雷達必須解決的一個重要問題。研究海雜波抑制技術不僅具有理論上的重要性，而且具有實踐上的重要性，在海浪監(jiān)測、軍事偵察中均具有重大價值和廣泛需求。如何精確將淹沒于強海雜波背景中的目標信息提取出來是海雜波抑制技術的關鍵。目前抑制海雜波的方法即國大多都是從信號處理角度提出的，但由于海雜波信號具有很強的相關性，例如海尖峰效應-]，這種相關性導致了從信號處理角度無法完全抑制海雜波。所以本文另辟蹊徑，提出了一種系統(tǒng)的從圖像處理角度去抑制海雜波的方法。此方法能夠有效地消除噪聲對海雜波圖像影響，并能準確地將目標圖像從海雜波圖像中
標簽： 神經(jīng)網(wǎng)絡
上傳時間： 2022-07-09
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便攜式B型超聲診斷儀具有無創(chuàng)傷、簡便易行、相對價廉等優(yōu)勢，在臨床中越來越得到廣泛的應用。它將超聲波技術、微電子技術、計算機技術、機械設計與制造及生物醫(yī)學工程等技術融合在一起。開展該課題的研究對提高臨床診斷能力和促進我國醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。 便攜式B型超聲診斷儀由人機交互系統(tǒng)、探頭、成像系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)構成。其基本工作過程是：首先人機交互系統(tǒng)接收到用戶通過鍵盤或鼠標發(fā)出的命令，然后成像系統(tǒng)根據(jù)命令控制探頭發(fā)射超聲波，并對回波信號處理、合成圖像，最后通過顯示系統(tǒng)完成圖像的顯示。 成像系統(tǒng)作為便攜式B型超聲診斷儀的核心對圖像質量有決定性影響，但以前研制的便攜式B型超聲診斷儀的成像系統(tǒng)在三個方面存在不足：第一、采用的是單片機控制步進電機，控制精度不高，導致成像系統(tǒng)采樣不精確；第二、采用的數(shù)字掃描變換算法太粗糙，影響超聲圖像的分辨率；第三、它的CPU多采用的是51系列單片機，測量速度太慢，同時也不便于系統(tǒng)升級和擴展。 針對以上不足，提出了基于FPGA的B型超聲成像系統(tǒng)解決方案，采用Altera公司的EP2C5Q208C8芯片實現(xiàn)了步進電機步距角的細分，使電機旋轉更勻速，提高了采樣精度；提出并采用DSTI-ULA算法（Uniform Ladder Algorithm based on Double Sample and Trilinear Interotation）在FPGA內實現(xiàn)數(shù)字掃描變換，提高了圖像分辨率；人機交互系統(tǒng)采用S3C2410-AL作為CPU，改善了測量速度和系統(tǒng)的擴展性。 通過對系統(tǒng)硬件電路的設計、制作，軟件的編寫、調試，結果表明，本文所設計的便攜式B型超聲成像系統(tǒng)圖像分辨率高、測量速度快、體積小、操作方便。本文所設計的便攜式B型超聲診斷儀可在野外作業(yè)和搶險（諸如地震、抗洪）中發(fā)揮作用，同時也可在鄉(xiāng)村診所中完成對相關疾病的診斷工作。
上傳時間： 2013-05-18
上傳用戶：helmos
在超聲波探頭上施加一電脈沖信號，探頭發(fā)出超聲波，在遇到不同介質界面時被反射，超聲波探頭接收回波并將之變?yōu)殡娒}沖信號。利用P89LPC935 的捕捉功能測量發(fā)射波和回波之間的時間間隔，通過環(huán)境溫
上傳時間： 2013-06-06
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雷達信號處理是雷達系統(tǒng)的重要組成部分。在數(shù)字信號處理技術飛速發(fā)展的今天，雷達信號處理中也普遍使用數(shù)字信號處理技術。而現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）在數(shù)字信號處理中的廣泛應用，使得FPGA在雷達信號處理中也占據(jù)了重要地位。 針對脈壓雷達信號處理的FPGA實現(xiàn)，本文在以下幾個方面展開研究： 首先對幾種主要的脈沖壓縮信號進行了詳細的分析，得出了各種信號的特點及其處理方式；并比較了各種方式的優(yōu)缺點。 其次對幾種基本的雷達信號處理如脈沖壓縮、動目標檢測（MTD）、恒虛警（CFAR）等詳細地闡述了其原理；列舉了各種信號處理經(jīng)常采用的實現(xiàn)方法，對各種方法進行了比較研究；并針對線性調頻信號在MATLAB環(huán)境中對雷達回波信號處理進行仿真。 接下來，在Xilinx ISE6.3i軟件集成環(huán)境下，通過對Xilinx提供的免費IP核的調用，并與VHDL語言相結合，進行雷達信號處理的FPGA實現(xiàn)。
標簽： FPGA 雷達信號處理 系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-06-24
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在合成孔徑雷達的研究和研制工作中，合成孔徑雷達模擬技術具有十分重要的作用。本文以440MHz帶寬線性調頻信號，采樣頻率500MHz高分辨合成孔徑雷達視頻模擬器為研究對象。首先對模擬器的幾項主要技術進行分析，在對點目標回波信號模型分析研究的基礎上，對點目標原始回波數(shù)據(jù)進行模擬并做了成像驗證，從而為硬件實現(xiàn)提供了正確的信號模型；針對傳統(tǒng)的“波形存儲直讀法”方案，即在計算機平臺上用模擬軟件產(chǎn)生原始回波數(shù)據(jù)并存儲，再通過計算機接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，最后完成數(shù)模轉換產(chǎn)生視頻信號這一過程，分析指出該方案在實現(xiàn)高分辨率時的速度和容量瓶頸?！ ♂槍唧w的設計要求，圍繞速度和容量問題，本文著眼于高分辨率SAR模擬器的FPGA實現(xiàn)研究，指出FPGA實時生成點目標原始回波數(shù)據(jù)是其實現(xiàn)的核心；針對這一核心問題，充分利用現(xiàn)代VLSI設計中的流水線技術與并行陣列技術以及FPGA的優(yōu)良性能和豐富資源，在時間上采用同步流水結構、空間上采用并行陣列形式，將速度和容量問題統(tǒng)一為數(shù)據(jù)的高速生成問題；給出了系統(tǒng)總體設計思想，該方案不需要大容量存儲器單元，大大減少模擬器復雜度；對原始回波數(shù)據(jù)實時生成模塊的各主要單元給出了結構并進行了仿真，結果表明FPGA可以滿足課題設計要求；同時，對該模擬器片上系統(tǒng)的實現(xiàn)、增強人機交互性，給出了人機界面的設計思路?！ 》治鲋赋隽它c目標原始回波數(shù)據(jù)實時生成模塊通過并行擴展即可實現(xiàn)多點目標的原始回波數(shù)據(jù)實時生成；最后對復雜場景目標模擬器的實現(xiàn)進行了構思，指出了傳統(tǒng)方案在改進的基礎上實現(xiàn)高分辨率視頻模擬器的可行性。本文首次提出以FPGA實現(xiàn)高分辨率合成孔徑雷達原始回波數(shù)據(jù)實時生成的思想，為國內業(yè)界在此方向做了一些理論和實踐上的有益探索，對于國內高分辨率合成孔徑雷達的研制具有一定的實際意義。
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：阿四AIR
在合成孔徑雷達的研究和研制工作中，合成孔徑雷達模擬技術具有十分重要的作用。本文以440MHz帶寬線性調頻信號，采樣頻率500MHz高分辨合成孔徑雷達視頻模擬器為研究對象。首先對模擬器的幾項主要技術進行分析，在對點目標回波信號模型分析研究的基礎上，對點目標原始回波數(shù)據(jù)進行模擬并做了成像驗證，從而為硬件實現(xiàn)提供了正確的信號模型；針對傳統(tǒng)的“波形存儲直讀法”方案，即在計算機平臺上用模擬軟件產(chǎn)生原始回波數(shù)據(jù)并存儲，再通過計算機接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，最后完成數(shù)模轉換產(chǎn)生視頻信號這一過程，分析指出該方案在實現(xiàn)高分辨率時的速度和容量瓶頸?！ ♂槍唧w的設計要求，圍繞速度和容量問題，本文著眼于高分辨率SAR模擬器的FPGA實現(xiàn)研究，指出FPGA實時生成點目標原始回波數(shù)據(jù)是其實現(xiàn)的核心；針對這一核心問題，充分利用現(xiàn)代VLSI設計中的流水線技術與并行陣列技術以及FPGA的優(yōu)良性能和豐富資源，在時間上采用同步流水結構、空間上采用并行陣列形式，將速度和容量問題統(tǒng)一為數(shù)據(jù)的高速生成問題；給出了系統(tǒng)總體設計思想，該方案不需要大容量存儲器單元，大大減少模擬器復雜度；對原始回波數(shù)據(jù)實時生成模塊的各主要單元給出了結構并進行了仿真，結果表明FPGA可以滿足課題設計要求；同時，對該模擬器片上系統(tǒng)的實現(xiàn)、增強人機交互性，給出了人機界面的設計思路。 分析指出了點目標原始回波數(shù)據(jù)實時生成模塊通過并行擴展即可實現(xiàn)多點目標的原始回波數(shù)據(jù)實時生成；最后對復雜場景目標模擬器的實現(xiàn)進行了構思，指出了傳統(tǒng)方案在改進的基礎上實現(xiàn)高分辨率視頻模擬器的可行性。本文首次提出以FPGA實現(xiàn)高分辨率合成孔徑雷達原始回波數(shù)據(jù)實時生成的思想，為國內業(yè)界在此方向做了一些理論和實踐上的有益探索，對于國內高分辨率合成孔徑雷達的研制具有一定的實際意義。
標簽： FPGA USB 性能 數(shù)據(jù)采集模塊
上傳時間： 2013-05-26
上傳用戶：alia
數(shù)字超聲診斷設備在臨床診斷中應用十分廣泛，研制全數(shù)字化的醫(yī)療儀器已成為趨勢。盡管很多超聲成像儀器設計制造中使用了數(shù)字化技術，但是我們可以說現(xiàn)代VLSI 和EDA 技術在其中并沒有得到充分有效的應用。隨著現(xiàn)代電子信息技術的發(fā)展，PLD 在很多與B 型超聲成像或多普勒超聲成像有關的領域都得到了較好的應用，例如數(shù)字通信和相控雷達領域。 在研究現(xiàn)代超聲成像原理的基礎上，我們首先介紹了常見的數(shù)字超聲成像儀器的基本結構和模塊功能，同時也介紹了現(xiàn)代FPGA 和EDA 技術。隨后我們詳細分析討論了B 超中，全數(shù)字化波束合成器的關鍵技術和實現(xiàn)手段。我們設計實現(xiàn)了片內高速異步FIFO 以降低采樣率，仿真結果表明資源使用合理且訪問時間很小。正交檢波方法既能給出灰度超聲成像所需要的回波的幅值信息，也能給出多普勒超聲成像所需要的回波的相移信息。我們設計實現(xiàn)了基于直接數(shù)字頻率合成原理的數(shù)控振蕩器，能夠給出一對幅值和相位較平衡的正交信號，且在FPGA 片內實現(xiàn)方案簡單廉價。數(shù)控振蕩器輸出波形的頻率可動態(tài)控制且精度較高，對于隨著超聲在人體組織深度上的穿透衰減，導致回波中心頻率下移的聲學物理現(xiàn)象，可視作將回波接收機的中心頻率同步動態(tài)變化進行補償。 還設計實現(xiàn)了B 型數(shù)字超聲診斷儀前端發(fā)射波束聚焦和掃描控制子系統(tǒng)。在單片F(xiàn)PGA 芯片內部設計實現(xiàn)了聚焦延時、脈寬和重復頻率可動態(tài)控制的發(fā)射驅動脈沖產(chǎn)生器、線掃控制、探頭激勵控制、功能碼存儲等功能模塊，功能仿真和時序分析結果表明該子系統(tǒng)為設計實現(xiàn)高速度、高精度、高集成度的全數(shù)字化超聲診斷設備打下了良好的基礎，將加快其研發(fā)和制造進程，為生物醫(yī)學電子、醫(yī)療設備和超聲診斷等方面帶來新思路。
上傳時間： 2013-06-18
上傳用戶：hfmm633
超聲理論與技術的快速發(fā)展，使超聲設備不斷更新，超聲檢查已成為預測和評價疾病及其治療結果不可缺少的重要方法。超聲診斷技術不僅具有安全、方便、無損、廉價等優(yōu)點，其優(yōu)越性還在于它選用診斷參數(shù)的多樣性及其在工程上實現(xiàn)的靈活性。 全數(shù)字B超診斷儀基于嵌入式ARM9+FPGA硬件平臺、LINUX嵌入式操作系統(tǒng)，是一種新型的、操作方便的、技術含量高的機型。它具有現(xiàn)有黑白B超的基本功能，能夠對超聲回波數(shù)據(jù)進行靈活的處理，從而使操作更加方便，圖象質量進一步提高，并為遠程醫(yī)療、圖像存儲、拷貝等打下基礎，是一種很有發(fā)展前景、未來市場的主打產(chǎn)品。全數(shù)字B型超聲診斷儀的基本技術特點是用數(shù)字硬件電路來實現(xiàn)數(shù)據(jù)量極其龐大的超聲信息的實時處理，它的實現(xiàn)主要倚重于FPGA技術?，F(xiàn)在FPGA已經(jīng)成為多種數(shù)字信號處理（DSP）應用的強有力解決方案。硬件和軟件設計者可以利用可編程邏輯開發(fā)各種DSP應用解決方案。可編程解決方案可以更好地適應快速變化的標準、協(xié)議和性能需求。 本論文首先闡述了醫(yī)療儀器發(fā)展現(xiàn)狀和嵌入式計算機體系結構及發(fā)展狀況，提出了課題研究內容和目標。然后從B超診斷原理及全數(shù)字B超診斷儀設計入手深入分析了B型超聲診斷儀的系統(tǒng)的硬件體系機構。對系統(tǒng)的總體框架和ARM模塊設計做了描述后，接著分析了超聲信號進行數(shù)字化處理的各個子模塊、可編程邏輯器件的結構特點、編程原理、設計流程以及ARM處理模塊和FPGA模塊的主要通訊接口。接著，本論文介紹了基于ARM9硬件平臺的LINUX嵌入式操作系統(tǒng)的移植和設備驅動的開發(fā)，詳細描述了B型超聲診斷儀的軟件環(huán)境的架構及其設備驅動的詳細設計。最后對整個系統(tǒng)的功能和特點進行了總結和展望。
上傳時間： 2013-05-28
上傳用戶：sssnaxie
