GPS（全球定位系統(tǒng)）是美國建立的高精度衛(wèi)星定位導航系統(tǒng)，高動態(tài)GPS接收機可應用于衛(wèi)星、飛機、高速列車等許多場合。高動態(tài)給GPS信號帶來很大的多普勒頻移和多普勒頻移變化率，普通民用接收機無法正常工作。適用于高動態(tài)條件的接收機可以有效消除多普勒頻移及其變化率對信號接收的影響，提高導航定位精度。 本文在深入研究GPS的系統(tǒng)組成、工作原理以及信號格式的基礎上，重點研究高動態(tài)條件下C/A碼和載波的捕獲與跟蹤方案。論文的主要工作如下： 1．深入研究擴頻信號的各種捕獲算法，提出了一種適用于高動態(tài)的基于FFT的C/A碼快速捕獲算法； 2．研究擴頻碼跟蹤和載波跟蹤技術，設計了載波輔助的碼跟蹤環(huán)路——數字延遲鎖定環(huán)（DLL）及一種叉積自動頻率跟蹤環(huán)（CPAFC）與科斯塔斯（Costas）環(huán)相結合的載波跟蹤方案，并在MATLAB環(huán)境下建立系統(tǒng)模型，對環(huán)路參數進行了詳細的設計； 3．初步完成了GPS接收機基帶處理模塊核心單元的FPGA設計和功能仿真。
上傳時間： 2013-07-10
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本文進行了基于FPGA的GPS直序偽碼擴頻接收機的設計和數字化硬件實現(xiàn)。論文首先對GPS衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)進行了分析，并對與數字化接收機直接相關聯(lián)的GPS信號中頻部分結合實際系統(tǒng)要求進行了設計和分析，由此確定了數字化偽碼捕獲跟蹤接收機研制的具體要求，之后完成了接收機中頻數字化方案設計。同時對偽碼捕獲跟蹤后端的載波捕獲跟蹤的實現(xiàn)方案進行了描述和分析。最后利用EDA工具在FPGA芯片上實現(xiàn)了GPS數字化接收機的偽碼捕獲跟蹤。 受工作環(huán)境的制約，GPS衛(wèi)星接收機系統(tǒng)首先表現(xiàn)為功率受限系統(tǒng)，接收機必須滿足在低信噪比條件下工作。同時接收機與衛(wèi)星間高動態(tài)產生的多普勒頻率，給接收機實現(xiàn)快速捕獲帶來了難度。通過仿真分析，綜合了實現(xiàn)難度和性能兩方面因素，針對小信噪比工作條件提出了改進型的序貫偽碼捕獲實施方案。同時按照捕獲概率和時間的要求，對接收機偏壓、上、下門限、NCO增益等進行了設計和仿真分析，確定了捕獲的數字化實現(xiàn)方案，偽碼跟蹤采用超前滯后環(huán)方案。捕獲完成后可使本地偽碼與接收偽碼的相對誤差保持在±1/4碼元范圍內，而跟蹤環(huán)路的跟蹤范圍為±4/3碼元，保證了捕獲到跟蹤的可靠銜接，同時采用可變環(huán)路帶寬措施解決了跟蹤速度和精度的矛盾。 在數字化實現(xiàn)設計中，給出了詳細的數字化實現(xiàn)方案和分析，這樣在保證工作精度的同時盡量減少硬件資源的開銷，利用EDA工具，采用Veilog設計語言在Xilinx的VirtexII系列的XC2V500fg256的FPGA上完成數字化接收機偽碼捕獲跟蹤的實現(xiàn)，并在其開發(fā)平臺上對數字化接收機進行了仿真驗證，在給定的工作條件下達到了設計性能和指標要求。
上傳時間： 2013-04-24
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多相濾波器主要應用于脈沖多普勒雷達、通信寬帶數字接收機、雷達自適應波束形成等信號處理領域。在多普勒雷達信號處理中國內外關于FIR濾波器設計研究的報道較多，而對于IIR濾波器的設計研究相對較少，原因是IIR多相濾波器的設計復雜性，使得IIR濾波器在多普勒雷達數字信號處理中難以發(fā)揮重要作用。本文以脈沖多普勒雷達信號處理為背景，主要研究數字多相濾波器的特點和設計方法；進而研究數字多相濾波器的數字仿真方法與FPGA實現(xiàn)技術。對于自主研究、設計和實現(xiàn)雷達信號處理的各種結構的濾波器具有重要的意義。 本文討論了FIR數字濾波器和IIR數字濾波器的特點和區(qū)別。對IIR濾波器的多相結構進行了理論分析，重點研究了IIR多相濾波器的設計原理。根據此原理進行IIR濾波器的多相設計并擴展到多通道和多級結構。在此基礎上，根據本文研究的多普勒雷達回波信號需要四通道處理的要求搭建軟件仿真模型，對所設計的2級4通道IIR多相濾波器組進行了仿真實驗，給出仿真結果，并進行了討論。 在完成2級4通道IIR多相濾波器組的軟件仿真后，利用FPGA設計平臺，對該IIR多相濾波器組進行了設計仿真和綜合實現(xiàn)。在實現(xiàn)過程中進行了功能仿真和時序仿真兩級仿真驗證，結果表明在模擬硬件環(huán)境中所設計的2級4通道IIR多相濾波器組能夠較好地實現(xiàn)多普勒雷達回波信號多通道的劃分和濾波功能要求，驗證了設計思路和方法的正確性和可行性。
上傳時間： 2013-04-24
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數字超聲診斷設備在臨床診斷中應用十分廣泛，研制全數字化的醫(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)了基于直接數字頻率合成原理的數控振蕩器，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： 2013-05-30
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針對運行中火車測速運用多普勒效應采用DSP 設計雷達測速系統(tǒng)并闡述了其基本設計思想與工作原理給出系統(tǒng)硬件軟件設計結構和原理圖改善了原有光電測速精度提高了系統(tǒng)工作穩(wěn)定性和可靠性經實驗證明DSP 采集板工作穩(wěn)定測速效果好關鍵詞DSP; 雷達測速; 多普勒效應 On Board DSP-Based Radar Speed Measurement System TANG Wei, SUN Zhi-fang, CHEN Quan (Dept.of computer Science,Yangtze University,Jingzhou 434023,China)Abstract: This paper presents a DSP-based train speed measurement by using Doppler radar. The structure of the system is introduced.The hardware and software are also discussed.Key words: DSP; rader speed measurement; doppler principle
標簽： DSP 車載 系統(tǒng)設計 雷達測速
上傳時間： 2013-10-27
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GMSK信號具有很好的頻譜和功率特性，特別適用于功率受限和信道存在非線性、衰落以及多普勒頻移的移動突發(fā)通信系統(tǒng)。根據GMSK調制的特點，提出 亍一種以FPGA和CMX589A為硬件裁體的GMSK調制器的設計方案，并給出了方案的具體實現(xiàn)，包括系統(tǒng)結構、利用CMX589A實現(xiàn)的高斯濾波器、 FPGA實現(xiàn)的調制指數為O．5的FM調制器以及控制器。對系統(tǒng)功能和性能測試結果表明，指標符合設計要求，工作穩(wěn)定可靠。 關鍵詞：GMSK；DDS；FM調制器；FPGAl 引 言 由于GMSK調制方式具有很好的功率頻譜特性，較優(yōu)的誤碼性能，能夠滿足移動通信環(huán)境下對鄰道干擾的嚴格要求，因此成為GSM、ETS HiperLANl以及GPRS等系統(tǒng)的標準調制方式。目前GMSK調制技術主要有兩種實現(xiàn)方法，一種是利用GMSK ASIC專用芯片來完成，典型的產品如FX589或CMX909配合MC2833或FX019來實現(xiàn)GMSK調制。這種實現(xiàn)方法的特點是實現(xiàn)簡單、基帶信 號速率可控，但調制載波頻率固定，沒有可擴展性。另外一種方法是利用軟件無線電思想采用正交調制的方法在FPGA和DSP平臺上實現(xiàn)。其中又包括兩種實現(xiàn) 手段，一種是采用直接分解將單個脈沖的高斯濾波器響應積分分成暫態(tài)部分和穩(wěn)態(tài)部分，通過累加相位信息來實現(xiàn)；另一種采用頻率軌跡合成，通過采樣把高斯濾波 器矩形脈沖響應基本軌跡存入ROM作為查找表，然后通過FM調制實現(xiàn)。這種利用軟件無線電思想實現(xiàn)GMSK調制的方法具有調制參數可變的優(yōu)點，但由于軟件 設計中涉及到高斯低通濾波、相位積分和三角函數運算，所以調制器參數更改困難、實現(xiàn)復雜。綜上所述，本文提出一種基于CMX589A和FPGA的GMSK 調制器設計方案。與傳統(tǒng)實現(xiàn)方法比較具有實現(xiàn)簡單、調制參數方便可控和軟件剪裁容易等特點，適合于CDPD、無中心站等多種通信系統(tǒng)，具有重要現(xiàn)實意義。
上傳時間： 2013-10-24
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無人機在空中偵察、監(jiān)視、通信、反潛以及電子干擾等領域發(fā)揮的作用日趨重要，GPS技術已經成為無人機快速，安全，有效地執(zhí)行任務的關鍵技術。傳統(tǒng)的GPS信號捕獲算法，每搜索一個多普勒頻點需要進行兩次FFT和一次IFFT，運算量大且實時性差。文中利用C/A碼功率譜對稱性的特點，通過減少參與循環(huán)的FFT點數的方法對傳統(tǒng)的FFT算法做了改進并利用MATLAB進行了仿真，仿真結果表明，改進后的捕獲方法能夠在滿足捕獲精度的條件下，可以更快的完成捕獲任務，有效地提升了導航定位的實時性。
上傳時間： 2014-01-09
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隨著現(xiàn)代社會汽車數量的日益增多，汽車防撞技術的研究已成為保障人民生命安全和提高運輸業(yè)的關鍵。課題旨在研究一種汽車防撞系統(tǒng)，保證在該系統(tǒng)正常運作的情況下既不發(fā)生碰撞事故又不降低道路的通行能力。該系統(tǒng)利用LFMCW的線性調頻特性及多普勒效應的原理既可測量兩車間距又可實現(xiàn)相對運動的判斷，結合兩者的測量值，實現(xiàn)有效防撞的功能。主要論述了LFMCW雷達運用于汽車防撞系統(tǒng)中的相關參數確定及具體實現(xiàn)方法，原理分析。
上傳時間： 2014-01-04
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文中對工作在脈沖多普勒體制下的雷達導引頭箔條回波進行了建模,并且分析了箔條回波的時域和頻域特性。基于箔條的整體運動特性,采用非遞歸濾波器法對箔條回波的幅度特性和功率譜特性進行了仿真實現(xiàn),仿真結果與理論相符。箔條回波模型可用于PD雷達導引頭干擾技術研究領域和PD雷達導引頭抗干擾性能評估。
上傳時間： 2013-11-06
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本文通過介紹GLONASS衛(wèi)星信號的組成和特性，分析了廣泛用于衛(wèi)星信號捕獲的串行二維搜索捕獲算法的算法原理；在考慮算法實現(xiàn)所需要的時間和涉及的計算量的前提下，分析了計算量較少，捕獲時間較短的并行碼相位搜索和部分匹配濾波兩種捕獲算法，對兩種算法的算法流程進行了詳細的分析，并利用matlab對算法進行仿真實現(xiàn)，成功解算出GLO—NASS信號的碼相位偏移和載波多普勒偏移，驗證了兩種算法在GLONASS信號捕獲中的可行性。
上傳時間： 2014-04-24
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