多通道高速信号采集与阵列信号预处理技术研究

摘要

雷电探测系统在雷电灾害的预报和预防中起非常重要的关键作用，本文主要针对雷电探测系统中的多通道高速阵列信号接收处理方法及其在FPGA中的实现流程进行了研究。
　　 在阐述了基于FPGA平台的雷电探测系统数据预处理的流程和实现的整体构架的基础上，依照信号流程，本文首先对多通道高速信号的接收方法进行了分析。本文探讨了雷电信号经天线阵接收的流程和方法，针对具体的硬件系统说明了相应的信号接收方案及实现过程，并通过大量实验验证了其接收性能的有效性。
　　 在随后的数据预处理的过程中，为提取有效数据进行高效的数据分析处理，本文对雷电发生状态的检测方法及其实现过程进行了详细的研究和分析。通过对雷电信号和噪声环境特性的研究，本文提出了相应的恒虚警检测算法，并根据实际要求对该算法进行了改进，给出了确定检测门限的方法并在FPGA中将其实现。
　　 接下来，为减少后续数据处理及传输的压力，本文研究了有效信号的自适应量化处理方法。通过对闭环AGC方法和开环截位方法的比较，确定开环控制方法更适用于本系统，并通过仿真及实验对这一结论进行了验证。
　　 最后，在经过量化处理后，为实现MUSIC算法，本文阐述并实现了协方差矩阵的生成算法。在传统的协方差计算方法的基础上，本文研究了基于实数化处理的协方差计算方法，并在实际系统中对实数化前后的协方差计算模块的性能做了比较，确定了实数化方法的适用性。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

2 阵列信号预处理系统整体构架与关键技术

3 多通道高速同步信号采集方法研究与实现

4 基于恒虚警的信号检测方法的研究与实现

5 信号自适应量化方法研究与实现

6 基于FPGA的协方差矩阵的实现

7 总结与展望

致 谢

参考文献