学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

甚高频雷电探测站数字处理系统设计与实现

作 者: 苏红超
导 师: 马洪
学 校: 华中科技大学
专 业: 通信与信息系统
关键词: FPGA 雷电信号特征 HPI接口 数据存储 数据融合 PCI9054
分类号: TN911.23
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 33次
引 用: 1次
阅 读: 论文下载
 

内容摘要


雷电监测与预警系统在电力,国防安全,林业,能源安全,航空,航天,通信与信息,公共安全及气象等行业发挥着关键的作用,基于这样的背景和实验室项目的相关要求,本文重点分析了雷电发生时甚高频段电磁脉冲辐射的特征,在此基础上进行雷电探测系统的设计与实现。为了设计出性能优良、效率高、冗余数据量低、硬件资源占用少的雷电信号实时检测单元,有必要对完整雷电过程中的电磁脉冲特征进行深入分析。本文首先设计了甚高频段雷电信号的连续的采集系统,分析雷电信号短时能量统计特性,原始雷电脉冲辐射特征,从而统计出雷电的发生频次,持续时间以及脉冲辐射大小等等。为雷电探测站系统设计时选择硬件型号﹑资源分配﹑数据处理速率﹑缓存大小以及数据传输速率等等提供切实的指导依据。本文主要进行甚高频段雷电探测数字处理单元的设计,包括模拟数据接收,阵列通道一致性校准,高速数据采集,数字下变频,雷电信号检测以及多类数据组帧﹑融合﹑传输等功能的实现。同时,重点分析了采用MUSIC算法和相位干涉仪算法估计信号的来波方向时的系统需求与资源消耗。在深入理解了FPGA与DSP﹑FPGA与SDRAM﹑FPGA与PCI9054等等各个硬件接口特点后,对数据传输进行模块划分和功能验证,在利用QUARTUS进行实现时,对每个模块进行了详细的逻辑设计和分析说明,并借助相关的仿真工具完成了各个模块以及整个系统的功能仿真和验证,达到设计的总体要求。最后利用实际硬件环境对所设计的系统进行测试,实验结果表明,根据本文的设计方法能够较好的定位信号的来波方向,从而确定其发生的空间位置,可进一步应用与雷电探测系统的实际系统中。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-14
  1.1 课题研究目的与意义  8-9
  1.2 国内外研究进展  9-12
  1.3 本文的主要内容、研究思路与论文结构安排  12-14
2 甚高频雷电信号波形特征分析  14-27
  2.1 概述  14-15
  2.2 甚高频雷电信号的采集系统  15-16
  2.3 甚高频雷电信号的特征分析  16-25
  2.4 本章小结  25-27
3 雷电探测站的数字处理系统设计  27-51
  3.1 雷电探测总体任务分析与方案设计  27-28
  3.2 探测站的数字处理系统设计  28-31
  3.3 MUSIC 算法的数字处理系统需求分析与资源消耗  31-45
  3.4 相位干涉仪算法的数字处理系统需求分析与资源消耗  45-48
  3.5 相关器件选型  48-50
  3.6 本章小结  50-51
4 雷电数据存储与传输控制  51-68
  4.1 数据存储与传输的设计要求  51-52
  4.2 数据传输接口的设计与实现  52-60
  4.3 雷电数据传输机制设计与实现  60-63
  4.4 数据传输验证与系统测向  63-66
  4.5 本章小结  66-68
5 总结与展望  68-70
  5.1 全文总结  68-69
  5.2 进一步工作  69-70
致谢  70-71
参考文献  71-73

相似论文

  1. 基于FPGA的电磁超声检测系统的研究,TH878.2
  2. 基于微型无人平台导航多传感器信息融合算法研究,V249.32
  3. 基于FPGA的五相PMSM驱动控制系统的研究,TM341
  4. LXI任意波形发生器研制,TM935
  5. 基于FPGA的射频功放数字预失真器设计,TN722.75
  6. 突发OFDM系统同步与信道估计算法及FPGA实现,TN919.3
  7. 直扩系统抗多径性能分析及补偿方法研究,TN914.42
  8. 电视制导系统中视频图像压缩优化设计及实现研究,TN919.81
  9. 多传感器组网及反隐身、抗干扰接力跟踪技术研究,TN953
  10. 基于FPGA的多用户扩频码捕获研究及硬件仿真,TN914.42
  11. 基于FPGA的数字图像处理基本算法研究与实现,TP391.41
  12. 基于FPGA的高速图像预处理技术的研究,TP391.41
  13. 基于FPGA的高速数字图像采集与接口设计,TP274.2
  14. 基于FPGA的电感传感器数据采集系统的研制,TP274.2
  15. 基于Nios的串行总线分析仪研制,TP274
  16. 基于FPGA-RocketIO_X的PMC高速数据传输板开发,TP274.2
  17. PXI高性能数字I/O模块研制,TP274
  18. LXI计数器研制,TP274
  19. 基于FPGA的高速实时数据采集系统,TP274.2
  20. 医疗信息集成平台中HL7消息解析和存储的设计与实现,TP311.52
  21. 海上平台消防系统研究,U698.4

中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信理论 > 信息论 > 信号检测与估计
© 2012 www.xueweilunwen.com