天气雷达数据处理系统的设计与实现

天气雷达数据处理系统是“全国天气雷达终端更新”项目的关键,其目的就是要实现雷达回波信号的高速采集与处理、天线控制、实时显示与存储、回波强度定标等功能。设计中,利用复杂可编程逻辑器件（CPLD）和QuarmsII设计软件,产生各种复杂的时序逻辑控制时钟,协调信号处理器、天线控制器中各功能电路的工作。实现的数据处理系统达到了系统的技术指标,通过实际使用证明,系统性能稳定可靠、结构简单、界面友好、操作方便、便于升级,完全能够实时、高效地处理常规天气雷达信号。     

天气雷达数据处理系统的设计与实现

天气雷达数据处理系统是“全国天气雷达终端更新”项目的关键,其目的就是要实现雷达回波信号的高速采集与处理、天线控制、实时显示与存储、回波强度定标等功能。设计中,利用复杂可编程逻辑器件（CPLD）和quartusⅡ设计软件,产生各种复杂的时序逻辑控制时钟,协调信号处理器、天线控制器中各功能电路的工作。实现的数据处理系统达到了系统的技术指标,通过实际使用证明,系统性能稳定可靠、结构简单、界面友好、操作方便、便于升级,完全能够实时、高效地处理常规天气雷达信号。     

基于FPGA的高速图像处理平台设计

针对传统图像处理平台采集、处理速度慢,显示分辨率低,不方便携带等问题,设计了一个基于FPGA的高速图像处理平台,包含高速图像的采集、处理、及显示。图像采集通过Camera Link接口采集图像,图像处理部分利用乒乓操作对图像数据进行高速存储,FPGA完成图像预处理,DSP进行运算复杂的图像处理,图像显示部分输出标准的视频信号进行DVI显示。实验结果表明,平台完成了对图像的高速处理,体积小,处理数据量大,可以替代传统图像处理平台,并应用到多种图像处理领域。     

光控相控阵雷达波束控制系统的设计

光控相控阵雷达在子阵级别上引入光纤实时延迟线OTTD（Optical True Time Delay）进行子阵级的延时补偿，减轻了传统相控阵雷达因渡越时问和孔径效应对信号瞬时带宽的限制，实现了宽带宽角扫描。光控相控阵雷达通过其波控系统控制OTTD和移相器的状态，实现波束快速、灵活扫描。在简要探讨光控相控阵雷达原理的基础上，讨论了其分布式波拉系统的设计方法，同时由于在OTTD的设计中采用了新型光学器件，给出了波控系统与OTTD的接口驱动电路的设计方法。     

DMA控制器在DSP数据采集系统中的应用

DMA控制器可以无需CPU介入而在内部存储器、外部存储器和芯片外设之间传送数据,其在DSP系统中有广泛的应用价值.基于以DSP芯片TMS320VC5509为核心的数据采集处理系统,通过对FIFO、SDRAM和TMS320VC5509 DMA控制器的介绍,分别给出了具体的接口电路硬件设计和实际软件的代码示例.     

基于FPGA的MDIO总线切换技术

为了在高速图像处理平台特定的网络结构中实现两片DSP与PHY芯片通过一个管理数据输入输出接口(Management Data Input/Output,MDIO)进行通信,利用VHDL语言实现了一个总线切换功能,并设计了一个MDIO总线信号捕获状态机,用该态机的输出来作为双向端口的控制信号,实现了MDIO总线信号在FPGA上实时透明双向传输和两条MDIO总线的实时切换。配合TI公司的网络开发套件,保证了平台正常的网络运行。     

多普勒天气雷达高速数据采集系统的设计

多普勒天气雷达需要一个高速数据采集系统,以实现大量的基数据到微机中的实时传输,同时将控制命令传送到雷达处理器中。利用FPGA器件zynq-7000具有片上系统(SOC)的结构特点,构建一个具有高速传输功能的典型信号处理系统。采用千兆以太网芯片88E1518作为数据传输接口,以内嵌的Cortex-A9处理器作为接口的配置和控制部件,通过裁剪和重构Linux操作系统运行由C语言开发的软件应用系统程序代码,实现千兆以太网接口以及数据传输与命令交互功能。有限次实验和测试结果表明,采集系统容易达到640Mbps的数据传输速率,满足雷达数据采集的需求,未出现性能不稳定现象。     

航空遥感实时传输系统建立

航空遥感实时传输系统是一个应急监测与灾情评估系统。1.系统由里尔飞机、合成孔径侧视雷达、雷达实时成象器以及全球定位系统组成。具有较高的飞行速度和较长的续航时间;可获取地面3米分辨率的SAR信号,最大作用距离55公里;能将3米分辨率的SAR信号实时地处理成地面雷达图象数据;全球定位系统除能对雷达图象定位外,还能为机载卫通天线伺服系统提供飞机位置数据。     

一种准中断直接输入的实用高速采集系统

高速采集系统不仅要有高速A/D,而且必须有高速的采集方式。本文提出一种简单易行的高速采集接口电路,并对关键性技术进行分析,最后给出软件流程图和结果。     

TMS320C25高速A/D接口电路的设计

本文介绍了TMS320C25高速接口电路的设计方法,并以高速A/D接口为例,说明接口电路设计中的一些技巧。这对充分利用TMS320C25的硬件资源有非常重要的意义。     

永磁同步交流伺服系统在小型天气雷达中的应用

为实现小型天气雷达对伺服系统的要求,提出基于永磁同步交流伺服系统的驱动天气雷达扫描的设计方案,并完成系统的软硬件设计。该系统的硬件以DSP2812为主控中心,软件采用FOC矢量控制算法驱动电机,能够完成多种扫描方式。实验表明,该系统具有工作稳定迅速、效率高等特点,达到了设计要求。     

一种半导体激光天气雷达的波形设计

本文利用霍尔序列设计一种半导体激光天气雷达的发射波形,解决了用m序列时无法解决的信号压缩比要求和系统运算速度限制之间的矛盾。文中给出了波形的设计和产生方法及其性能模拟结果。     

数字化雷达软件

以基于网卡的光纤遥控系统和有线拨号ＭＯＤＥＭ遥控系统为基础,分析了数字化雷达遥控系统的软件设计方法,给出了软件流程图。另外,介绍了ＳＶＧＡ显示卡中数字化雷达软件常用的３种显示模式,分析了在ＤＯＳ、ＷＩＮＤＯＷＳ环境下雷达图象处理软件的编制要点。     

基于压缩感知的气象雷达回波压缩采样与重建

由于Nyquist采样定理的限制,高分辨率气象雷达面临采样率过高、数据存储量过大等问题。压缩感知理论可以实现气象雷达信号的压缩采样,解决采样率过高等问题。基于压缩感知理论,分析了气象雷达回波信号的稀疏性,建立了气象雷达回波信号的压缩采样和重建的过程,并结合气象雷达实测的回波数据进行仿真。仿真结果表明,0.3倍采样率下的重建回波与原始回波存在较大误差,0.5倍采样率时误差明显降低,0.7倍采样率时则可高概率重建出原始回波。因此,将压缩感知理论应用于高分辨率气象雷达的信号处理中,可以实现在较低采样率下高概率重建原始回波信号。     

天气雷达数字化回波图的平滑处理

首先阐述了各种图象平滑处理方法的特点，在仔细分析天气雷达数字化回波图特征的基础上，采取快速中值滤波的方法平滑天气雷达回波图，并得到了满意的结果     

西藏地区多普勒天气雷达资料的自动处理和入库

介绍了以Windows操作系统,采用C++BUIDER6.0为开发工具、MYSQL为数据接口,综合采用WINZIP压缩技术、目录监控技术,利用MICPAS3系统中西藏各县的经纬度数据,研究设计了西藏地区多普勒天气雷达资料管理系统的资料管理策略及处理方法。     

基于不变矩理论的雷达回波图中超级单体识别

根据超级单体在反射率因子图中的强度信息、水平尺度、典型的钩状回波等特征,利用图像处理技术对多普勒天气雷达回波图中超级单体进行识别,从而更好地为天气预报服务.首先通过图像分割获取灰度图中超级单体的结构,然后结合轮廓跟踪法和贴标签的方法对目标进行区域分割,获取目标存在区域,最后基于不变矩具有对位移、尺度和旋转变换的不变性对目标进行识别.仿真结果表明该方案可行且具有良好的识别性能.     

基于小波变换改善天气回波信噪比的模拟分析

为了提升天气雷达对弱气象目标的发现能力,扩展系统观测的动态范围,可以从改善雷达回波的输出信噪比方面来考虑.从信号处理算法层面寻求改善天气雷达回波的输出信噪比的方法,提出运用小波变换的方法来达到这个目的.首先介绍了小波消噪的基本原理,再结合具体雷达系统参数,进行了相关的算法模拟,其结果表明,在符合高斯谱特征分布的模拟回波在不同信噪比（-20～10dB）设定条件下,运用小波变换的去噪方法可以使其信号的输出信噪比提高大约5～11dB,为天气雷达探测更多的弱气象目标提供了有利条件.