基于FPGA的多通道高速数字谱仪的关键算法的设计与实现

为实现微波辐射计大带宽数字化探测的需求,解决现场可编程门阵列(Feild Programmable Gate Array,FPGA)内部处理速度限制输入数据速率的问题,提出了一种基于多相滤波器组和高级快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)结构的高速数字谱仪设计方案,介绍了多相滤波器组和高级FFT理论基础并给出了具体的硬件设计和硬件实现,完成了硬件的功能仿真,将MATLAB仿真和硬件功能仿真的结果进行对比,验证了该设计方案的可行性.在低时间成本和低经济成本条件下,该方案可实现微波辐射计后端的灵活配置和共享多个微波辐射计前端的功能.

高光谱微波辐射计宽带高速数字系统设计

高光谱微波辐射计是基于频谱分析技术的精细谱段微波辐射计,通过增加探测通道实现高垂直分辨率大气探测,解决传统微波辐射计通道数少,频谱分辨率低的问题.该系统采用高性能模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)实现对模拟输入信号进行10Gsps采样,8bit量化,并基于高性能现场可编程门阵列(Field Programming Gate Array,FPGA)芯片获取输入信号的功率谱.文章详细介绍了宽带高速数字系统设计、器件选型和测试方法,给出了测试结果,分析表明硬件系统设计符合设计要求.

太赫兹波导双工器研究

利用微小卫星组网进行对地观测,实现微波器件小型化已成为目前空间遥感的发展趋势之一.针对微小卫星大气微波探测仪,设计了两款高性能的太赫兹波导双工器.利用模式匹配法分析双工器中不连续单元并进行双工器参数优化.在89 GHz滤波器部分采用改变谐振腔宽度的方法来提高带外抑制.仿真结果表明,两款双工器具有良好的插损、带外抑制、回波损耗等性能,证明了模式匹配法对太赫兹器件设计的有效性.