基于16相快速滤波实现采样率4~8 GS/s中频信号预处理

在机载雷达或电子战接收系统对大带宽数字中频信号的预处理过程中,针对传统并行多相滤波方式存在FPGA乘法器资源消耗过多的缺陷,提出对并行多相分解系数进行快速滤波算法构建,实现高速ADC采样率在4~8 GS/s之间的数字下变频处理。即先将高速中频采样信号解析为并行32支路,再通过数字混频及2倍抽取将基带复信号的并行度降至16,最后基于短卷积算法构建的16相快速滤波架构,实现对高采样率、大带宽信号的数字下变频预处理。通过基于并行16相快速滤波算法的宽带数字下变频设计与应用,将FPGA乘法器资源降至传统并行多相滤波方式的32%左右,大幅节省资源并提升单片FPGA对多通道、高采样率中频信号的预处理能力。

任意长度线性相位余弦调制滤波器组的快速实现

本文研究任意长度线性相位余弦调制滤波器组的快速实现，利用其原型滤波器的对称性，得到了一种更为有效的实现结构，与传统实现不同，新的实现结构使用２ ×２ 无损格型滤波器代替２ ×１ 无损格型滤波器，而格型滤波器的个数减少了一半。

基于光学相控阵的目标指示系统

为实现对运动目标实时指示激光束的非机械电控制,建立了基于光学相控阵的目标指示系统.首先,根据光学相控阵原理和空间光调制特性,对预设指示图添加共轭对称项,利用快速傅里叶变换计算全息法生成的全息图进行制表.其次,在图像传感器采集视频下,运用基于核函数密度估计的改进Mean-shift目标跟踪算法,获取多目标位置信息,查表并载入全息信息,完成全息图的实时更新.最后,利用空间光滤波特性,设计光电再现环节,消去冗余项并完成全息再现过程.实验发现:对8bit灰度全息图,系统每秒的指示速度均在60帧以上,各部件效能达到最大化.满足了目标指示系统稳定性、实时性、准确性等要求,理论算法和实验结果也验证了该系统的有效性.

高动态环境下高阶双二进制偏移载波信号的精确捕获

针对高动态环境下双二进制偏移载波(DBOC)调制信号无法精确捕获的问题,该文提出一种基于部分匹配滤波结合快速傅里叶变换(PMF-FFT)的捕获方法。又针对捕获过程中相关损失和扇贝损失引起的检测性能降低问题,提出一种改进的捕获方法。该方法首先利用离散多项式相位变换(DPT)去除接收信号的高阶动态项,然后针对DBOC信号重新设计PMF-FFT算法;最后利用频谱校正法对FFT后的功率谱最大值进行校正。仿真结果表明,在同一条件下,该方法将检测概率提高了2 dB左右,并且有效缩短了捕获时间。

基于DPSCT和频谱校正的窄带干扰CBOC信号捕获算法

针对窄带干扰环境下组合二进制偏移载波(combined binary offset carrier,CBOC)信号难以被准确捕获的问题,提出了一种基于频域双相移组合陷波器(dual phase shift combination trap,DPSCT)结合批处理、频谱校正的捕获算法。该算法首先用陷波器对任意频点的窄带干扰进行抑制,再通过批处理提高处理速度,最后针对快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)过程中扇贝损失易导致捕获概率降低的问题,提出了基于部分匹配滤波器(partially matched filter,PMF)结合相位差+单点傅里叶变换频谱校正的捕获方法。仿真结果表明,该算法对在窄带干扰抑制后波形恢复和捕获概率等方面均有良好的性能,当信干比(signal to interference ratio,SIR)为-37 dB时,该算法较未校正之前捕获概率有4 dB的提高,并有效缩短了捕获时间。

一种目标速度精确测量的新方法

提出了一种CW雷达目标速度测量的新方法,该方法运用离散多项相位变换法先获得目标加速度,然后利用该值对雷达回波进行加速度补偿并基于FFT和插值FFT获得速度值。又考虑到经过雷达信号处理机后得到的速度值存在波动和野值,运用自适应卡尔曼滤波进行处理,剔除野值。相比于传统的测速方法,该方法提高了测量精度,同时也较好地消除了雷达系统噪声,提高了测速系统的稳定性。计算机仿真和外场实测数据处理结果表明了该方法的有效性。

有源高通滤波器相位的快速求解

本文通过理论分析,通过对一个常用的二阶高通有源滤波器的求解,提出一种通过对幅频特性的测试而重建相频特性的新方法,并以有源二阶高通滤波器为例具体阐述该方法的应用技巧。

基于数字信道化的正弦信号快速测频方法

数字信道化接收机已经在电子战等领域得到了广泛的应用,正弦信号的快速准确测频在通信侦察中有重要意义。首先分析了基于DFT多相滤波器的信道化接收机高效结构,然后讨论了一种简化的快速测频方法,提出了将信道化处理的思想引入到快速测频问题中的解决方案。理论分析和仿真结果表明,该方案集合了信道化接收机和原始快速测频算法的优点,能够简化计算,提高原始测频算法的测频精度,适用于对测频速度要求较高但对精度要求不高的场合。

像移补偿快速反射镜时频特性优化控制(英文)

为了进一步优化像移补偿快速反射镜的时域和频域特性,进而提高运动相机所拍摄照片的清晰度,设计了基于线性扩张状态观测器(LESO)、零相位误差跟踪控制器(ZPETC)和卡尔曼滤波器的控制系统。首先,建立了音圈电机驱动型快速反射镜的数学模型。然后,阐述了LESO、ZPETC和卡尔曼滤波器的原理。最后,对被控对象进行了实验研究。阶跃响应曲线显示,系统调节时间达到2.5 ms,与比例-积分-微分(PID)控制系统相比,系统相对误差在小于1%时能够以更快的速度收敛到零。伯德图显示,系统带宽达到369 Hz,是PID控制系统的1.5倍以上,同时减少了接近一半的相位滞后。在加入干扰后,系统平均相对误差达到0.028%,比PID控制系统减少了75%。相机拍摄的照片表明,该控制方法使得照片的主观视角效果和客观评价指标参数都有所提高。

像移补偿快速反射镜时频特性优化控制

为了进一步优化像移补偿快速反射镜的时域和频域特性，进而提高运动相机所拍摄照片的清晰度，设计了基于线性扩张状态观测器（LESO）、零相位误差跟踪控制器（ZPETC）和卡尔曼滤波器的控制系统。首先，建立了音圈电机驱动型快速反射镜的数学模型。然后，阐述了LESO、ZPETC和卡尔曼滤波器的原理。最后，对被控对象进行了实验研究。阶跃响应曲线显示，系统调节时间达到2．5ms，与比例-积分-微分（PID）控制系统相比，系统相对误差在小于1％时能够以更快的速度收敛到零。伯德图显示，系统带宽达到369Hz，是PlD控制系统的1．5倍以上，同时减少了接近一半的相位滞后。在加入干扰后，系统平均相对误差达到0．028％，比PID控制系统减少了75％。相机拍摄的照片表明，该控制方法使得照片的主观视角效果和客观评价指标参数都有所提高。

基于快速重复控制内模的改进型复系数锁相环

为了实现三相电网电压的快速准确同步,分析了基于多级联式交叉解耦复系数滤波器的锁相环,针对其结构复杂以及计算量的大的缺点,提出了一种基于快速重复控制内模的改进型复系数锁相环。分析了数字实现带来的问题,并提出了基于分数阶快速重复内模的实现方法,可以准确地分离出电网电压基波正序分量,最后通过仿真验证了方法的有效性。

一种快速锁定锁相环的方案设计

提出了一种锁相环快速锁定的方案,在传统锁相环基础上,额外设置辅助充电模块,此模块可实现在输入参考时钟与反馈时钟频率差距较大时,提供大电流对滤波器中的电容充电,在临近锁定状态时退出快速锁定模式切断充电通路,因此极大地缩短了的锁定时间,并基于电路仿真验证了方案的可行性与稳定性。

基于EMAF的新型电力系统电压畸变工况下并网逆变器快速锁相方法

为了提高新型电力系统电压畸变工况下电压信号同步相位的检测精度,提出了一种基于增强型滑动平均滤波(EMAF)算法的快速锁相算法。首先使用dq旋转坐标变换获得直流电压信号;然后利用EMAF算法滤除谐波、负序分量及噪声;最后,通过数学推导公式获得并网同步信息,实现并网逆变器的高性能控制。该算法无需复杂的锁相闭环回路,即可实现同步相位和电压幅值的快速检测,消除电网电压幅值、相位和频率跳变对正序分量提取的影响,具有较强的适应新型电力系统畸变环境的能力。仿真结果验证了所提算法的正确性和有效性。

基于矢量三角形原理的快速延时信号相消滤波方法

锁相环广泛用于估算电网电压的幅值与相角等同步信息,是分布式可再生能源并网发电的关键前提。然而电网背景谐波影响基波电压分量的准确提取,导致锁相偏差。针对经典延时信号相消法抑制单相系统奇次谐波暂态过程时间长、影响系统动态性能的不足,提出一种基于矢量三角形原理的快速延时信号相消滤波方法,通过三次等间隔采样,利用两个电量的和抵消第三个电量中的谐波。推导传递函数,研究延时系数与目标谐波之间的关系,给出滤波参数的设置方法。理论分析表明其性能优于经典延时相消法。仿真与实验结果验证了该方法的先进性。

级联两电平换流器CTLC的建模和快速仿真方法

级联两电平换流器CTLC(cascaded two level converter)是由ABB公司提出的一种类似于模块化多电平换流器MMC(modular multilevel converter)的拓扑,它继承了MMC的优良特性,同时大幅降低了控制器复杂度,节约了投资。然而,尚未见文献报道CTLC的建模和快速仿真方法及其换流器内部故障仿真方法。首先介绍了CTLC的拓扑、基本原理及适合于CTLC的载波移相调制均压策略;其次重点针对CTLC中的谐振滤波器展开研究,对比分析了不同参数下滤波性能的差异。进而基于戴维南等效原理,搭建了包含CTLC拓扑及调制均压策略的整体电磁暂态快速仿真模型。最后,提出了一种CTLC阀内故障的仿真方法,可以精确仿真开关器件的短路和断路故障。在PSCAD/EMTDC中搭建的双端49电平CTLC-HVDC仿真模型,验证了所提出建模及故障仿真方法的有效性。

快速锁相无源三阶环路滤波器的设计与检测

在无源三阶环路滤波器的基础上,除了增加环路滤波器的环路带宽和降低相位裕量的参数以外,还可以通过增加硬件电路来提高环路的锁相速度;并提出了3种方法来检测锁相时间。

干涉条纹快速加窗傅里叶滤波方法的研究

滤波是干涉图像处理中的关键问题之一。为解决加窗傅里叶滤波在干涉条纹处理中运行时间长的问题,采用了快速傅里叶变换算法用以减少计算时间。通过加窗傅里叶变换,克服了傅里叶变换在干涉图相位局部信息不能提取的缺点,提出了一种快速加窗傅里叶滤波方法,实现了干涉条纹的快速滤波。在保证滤波效果的同时,缩短了计算时间,大大提高了干涉条纹处理速度,从根本上解决了加窗傅里叶滤波耗时长的问题,使得加窗傅里叶滤波方法应用于散斑在线检测成为了可能。实验验证了本方法的快速性、有效性和可靠性。