正交正弦基拟合的SNCK谐波线谱去除方法

针对正弦型非线性切普键控(sine non-linear chirp keying,SNCK)信号频域谐波线谱成分严重影响其边带抑制能力的问题,提出一种采用正交正弦基拟合去除其谐波线谱的波形优化方法。实验结果表明:SNCK信号经过波形优化后,可有效去除其各次谐波线谱,频域能量集中度得到提高,波形样本互相关系数与原始信号相比有所降低,从而增强了其抗干扰能力。

基于FPGA的高斯白噪声信道模拟器设计

信道模拟器在无线和水声通信领域中的应用具有非常重要的意义。对信道模拟器进行不同程序的配置,在物理上可以直接模拟不同环境下信号的传播过程。本文对高斯白噪声的理论进行了推导,给出其产生的方法和步骤,在此基础上设计出基于FPGA的信号处理流程。通过对不同SNR条件下输出信号的对比,验证了该方法的可行性。

声纳数据分布式冗余传输系统设计

针对拖线阵声纳大规模发展带来的高速数据实时传输需求,借助Xilinx FPGA平台将千兆以太网传输技术应用于传输系统设计中。同时考虑到传输节点属水下核心工作模块,工作可靠性要求高,提出一种双向环路冗余传输方案,以赋予传输系统一定的容错工作性能。设计以FPGA芯片为核心,利用内嵌的以太网MAC控制器硬核,结合物理层PHY芯片完成了传输控制单元的开发,并利用Verilog语言开发了基于双重乒乓切换机制的数据处理模块,方便多个传输控制单元间进行数据帧的流水级转发。测试结果表明,链路的数据传输速率稳定在500 Mbps以上,并且能够实现对故障节点的隔离,具有容错工作性能。传输系统高效可靠,已用于某型拖线阵声纳系统试样阶段的研制。

扩频通信系统中一种基于FPGA的匹配滤波同步捕获方法

本文通过对匹配滤波器同步捕获原理的研究,利用扩频通信系统中PN码良好的自相关性,提出了基于FPGA实现的全数字匹配滤波的改进同步捕获方法,在低信噪比下可实现载波和码元同时同步,且在不损失同步精度的前提下降低了采样率及片内资源消耗,并给出了同步精度对误码性能的影响及片内资源消耗分析。

基于FPGA的线列阵波束形成器设计

波束形成是声纳探测系统中探测目标的主要技术手段,在现有设备中,主要采用DSP来实现。在用DSP实现波束形成算法的过程中,由于DSP本身的顺序执行架构,如果采用单片DSP处理,从输入信号到输出结果之间存在非常大的时间延迟,采用5片DSP处理则功耗增加为5倍,时延200 ms。采用FPGA,通过设计并行运算的程序结构来实现波束形成算法可以大大缩短算法实现的时间延迟,功耗也可以降低为采用DSP的1/10。设计的波束形成器采用100 MHz时钟,相比采用5片DSP,运算时间由200 ms缩短到10 ms左右,功耗降低为后者的1/5。

FPGA刷新控制电路测试方法的研究

SRAM型现场可编程门阵列(FPGA)电路信号处理性能强大,在航天器中应用非常广泛。但SRAM型FPGA的逻辑单元在存在大量宇宙射线和高能粒子的空间环境中容易发生单元翻转现象,导致器件逻辑功能异常。通过刷新控制电路对FPGA的逻辑功能持续刷新,是当下解决单元翻转问题的通用方法。为了满足抗单粒子翻转的系统需求,FPGA刷新控制电路本身的抗单粒子翻转性能也需要通过一定的试验方法进行充分验证。设计了1种辐照试验测试方法,对FPGA刷新控制电路进行了辐照测试,通过该辐照方法系统地验证了该电路的抗单粒子翻转性能。

基于FPGA定时刷新控制单元的应用技术研究

SRAM型FPGA在航天领域有着广泛的应用,为解决FPGA在宇宙环境中单粒子翻转的问题,适应空间应用需求,给出了一种低成本抗辐照解决方案,对耐辐射FPGA器件进行抗单粒子翻转加固设计。该方案兼容多种型号FPGA芯片,从3片SPI FLASH中读取配置数据,通过串行接口配置FPGA,并在配置完成后按照设定时间周期性刷新芯片,可以满足航天领域对抗辐照型FPGA的使用需求。