微弱电磁脉冲信号低失真度实时检测的FPGA实现

论文摘要

为了实时检测宽带噪声背景中的微弱电磁脉冲信号,研究了基于强耦合Duffing振子的微弱脉冲信号检测算法及其FPGA（Field Programmable Gate Array）实现技术.利用脉冲信号在强耦合Duffing振子间引起的广义"阱内失同步"现象,使用变量差分原理进行微弱脉冲信号检测与识别.首先,利用具有最大稳定域和最小截断误差的实时四阶Runge-Kutta算法求解Duffing微分方程;其次,设计了适合在FPGA上运行的流水线结构并进行了优化;为了提高检测速度,设计了数据分段并行算法;通过增加FIFO存储器将阈值检测过程与波形恢复过程分离,解决了数据分段带来的波形失真问题.最后,闪电电磁脉冲实时检测实验表明系统最小可探测信噪比可达-18dB,同时也证明了系统的有效性.

论文目录

• 1 引言
• 2 强耦合Duffing振子检测微弱脉冲信号原理
• 3 强耦合Duffing振子的实时计算
•   3.1 实时Runge-Kutta算法
•   3.2 RTRK4解强耦合Duffing方程
• 4 微弱脉冲信号实时检测算法的FPGA实现
•   4.1 算法流程预处理
•   4.2 算法流水线结构
•   4.3 数据分段并行计算
•   4.4 波形恢复方法
•   4.5 FPGA检测系统工作流程
• 5 实验
• 6 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 曹保锋,郑毅,李鹏,张雪芹,李欣,李小强,胡淼

关键词: 耦合振子,微弱脉冲信号,实时检测,现场可编程门阵列

来源: 电子学报 2019年08期

年度: 2019

分类: 信息科技,基础科学

专业: 物理学,无线电电子学,电信技术

单位: 防化研究院国民核生化灾害防护国家重点实验室,杭州电子科技大学通信工程学院

基金: 中国科学院战略性先导专项(No.XDA17040503),国家自然科学基金(No.61705055)

分类号: O415.5;TN911.23;TN791

页码: 1797-1802

总页数: 6

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