小数时延补偿算法的设计及应用

小数时延补偿是数字信号处理中的一个难点,在VLBI、阵列信号处理和其它应用领域有多种实现方法。比较了几种常用的时延补偿方法:频域补偿法、基于最小均方误差准则滤波法、拉格朗日(Lagrange)插值法和基于Farrow结构的滤波器组的方法,得到的结论是相对于频域补偿法和其他时域补偿的方法,Lagrange插值法具有操作简单、易于实现、适用范围广的优点,而采用Farrow结构对时延变化的控制能力会更强。采用Farrow结构与Lagrange插值相结合能够获得比较理想的插值效果。详细介绍了基于Farrow结构的Lagrange插值滤波器组的设计及在遥测阵信号处理中的应用,并与已有的频域补偿方法作了比较。

宽带波束形成中小数时延滤波器设计

以电子战中的宽带波束形成器设计为背景,阐述了数字延迟线与小数时延滤波器相结合的时域波束形成方案,并引入广泛应用于多速率系统中的Farrow结构可变时延滤波器。针对宽带Farrow结构滤波器中乘法器资源消耗量较大的问题,采用对称结构的子滤波器系数求解方法,最后通过多次仿真验证了设计的合理性并给出相关设计参数的一般取值,为后续工程上的实现奠定了理论基础。

小数时延的FIR系统和频域加权实现

提出了基于线性移不变系统实现小数时延的方法并进行了性能分析。根据信号的时延与其频谱的对应关系,给出了基于线性相位加权实现时延的频域方法。通过定义总体平均误差参数,对其性能进行了比较。实验结果表明,这2种方法具有延时精度高,实现方便等优点。

基于小数时延滤波器的时域宽带波束形成实现研究

首先采用最小二乘法设计小数时延FIR滤波器,以此为原型设计可变小数时延滤波器用来精确控制阵元间的相对时延,然后以Farrow结构实现可变时延控制,用以控制波束指向。仿真验证了该方法的有效性。因无需存储大量波束加权系数,节省了存储空间,还可方便移植于FPGA或DSP处理器,易于工程实现。

数字预失真系统中环路小数时延估计

针对数字预失真系统中的环路时延问题,提出一种自适应的小数时延估计算法,可以准确地估计数字预失真系统的环路小数时延,确保数字预失真参数提取的正确性。该算法采用多点平均的方法,消除估算误差对算法性能的影响,从而提高估计算法的精确度和稳定性。仿真结果表明:与以往文献提出的小数时延估计算法相比,提高了小数时延估计的精确度和稳定性,精确度可以达到采样时刻间隔的1.4%。而且,该方法可自适应地更新小数时延,更加容易应用于硬件实现中。

一种宽带DAC芯片中小数延时电路设计与实现

小数延时电路是高速数模转换器(DAC)中的关键电路,采用小数延迟电路能够实现高速系统链路中不同通道间延时的匹配。文中首先分析了基于Farrow结构的拉格朗日插值滤波器,其次对小数延时滤波器算法进行了原型的仿真验证,然后,采用Verilog硬件描述语言对延迟电路进行了实现并完成逻辑仿真验证,最后在55nmCMOS工艺完成了版图实现,并通过后仿真完成了芯片流片。测试结果表明在2.5 GHz外部时钟频率下,在奈奎斯特带宽内能够实现1/200采样周期精度的小数延迟性能。

带有时延的VLBI数字基带信号仿真

研究了利用时域相关法和频域相位加权法，仿真生成具有小数比特时延的实信号，通过数值试验验证了两种方法的一致性和正确性，并且对量化和积分的影响做了分析。最后对射电源信号和双目标探测器信号进行仿真，并通过软件处理机处理得到结果。未来可为VLBI相关处理机的处理精度估计、各类噪声分析及未来多目标试验创造必要条件。

基于多普勒频偏估计的单帧图像低速运动目标检测方法

常用的图像域运动目标检测跟踪方法对虚警率较敏感,当虚警率较高时,目标检测跟踪的实时性受限。为了降低目标初始检测的虚警率,进而提高目标检测跟踪的实时性,该文提出一种基于多普勒频偏估计的单帧图像低速运动目标检测算法,通过发射多普勒不敏感的LFM脉冲对,忽略多普勒效应对成像结果的影响,但在图像域检测的同时,利用目标回波的多普勒频偏信息进行静目标和杂波亮点的剔除,基于单帧数据,减小运动目标检测的虚警率,实现单帧图像的运动目标检测,从而为目标跟踪奠定良好基础。该算法首先进行图像域的恒虚警检测,再利用宽带时域波束形成和复相关频率测量法,对检测亮点处的波束输出信号进行多普勒测频,仅通过单帧图像就可有效剔除静目标和杂波亮点。同时为了改善宽带时域波束形成的性能,利用2阶锥规划设计滤波器的系数,用9阶FIR滤波器实现了0.01倍采样点的小数时延,提高了多普勒频偏的估计精度。最后通过计算机仿真和水池试验验证了所提算法的有效性。

基于VFD滤波器的测控信号动态信息加载方法

针对动态性能测试中的测控信号大动态信息加载问题,提出了一种基于VFD滤波器的加载方法。该方法采用整点延时对原静态信号实现整数倍采样间隔延时,然后采用VFD滤波器对整点延时信号实现高精度小数延时,从而得到精确延时信号,实现测控信号的大动态高精度模拟。仿真分析表明,该方法不但能实现测控信号的大动态高精度模拟,且能适应于不同体制测控信号的动态模拟,为动态性能测试过程中的静态测控信号加载动态信息提供了一种方法。

基于动态子阵划分的宽带数字波束形成

本文研究了宽带时域数字波束形成基本原理,对于大规模阵列宽带数字波束形成工程实现难题,给出了一种基于动态子阵划分的实现方法,该方法能根据波束指向的变化,动态的选择相应的通道进行子阵合成,且波束性能不受指向角度范围影响。该方法易于工程实现,且FPGA时延滤器的资源消耗不随输入通道的增加而增加。