张升伟[1]2002年在《多普勒雷达弹道测速虚拟仪器信号分析模块研究》文中研究指明本文以多普勒雷达测量弹丸速度得到的多普勒信号为研究对象，分析多种弹丸速度多普勒信号频率特征，运用数字信号处理方法和计算机图形处理技术相结合的频谱分析方法测量多种弹丸的速度。提出新的弹丸转速测量方法，大幅度提高弹丸转速测量精度，并通过实例测量验证其能满足测试要求。按照“虚拟仪器”的思想提出模块化的武器测试系统，构建图形化软件测试平台并完成试验管理模块、数据采集模块、频谱分析模块和速度转速测量模块的开发。
马鑫[2]2013年在《基于时频分析的雷达智能终端系统的研究与实现》文中研究指明随着外弹道测速雷达的发展,雷达信号的处理技术也随之蓬勃发展。在以往的信号处理技术中,时域和频域的方法是大家普遍采用的方法。从时域和频域图谱上,我们可以分别观察到信号的幅度、频率及信号出现的时间等信息。但是传统的分析方法并不能同时表达出信号的时间和频率关系,所以时频联合分析法已经成为现代信号分析处理的主要手段。本文首先在基于短时傅里叶变换、Winger-Ville分布和Hilbert变换这几种常用的时频分析方法的理论基础上,运用MATLAB,对多目标信号的提取进行仿真,验证了STFT用于多目标提取时的优势；然后根据时间分辨率和频率分辨率相互制约的理论,提出了提高频率分辨率的两种方法：插值法和加入虚拟信号法；接着将信号进行短时傅里叶变换,并通过对信号加不同长度以及不同类型的窗函数,解决了频率分辨率不高等关键问题；最后,本文结合了采集卡PCI-9812的应用,并基于以上理论与仿真分析,采用LABVIEW实现了友好的人机界面进行时频分析。
杨艺东[3]2016年在《内弹道多普勒信号模拟软件平台设计》文中研究指明弹丸运行速度是衡量枪炮性能的重要指标,也是枪炮设计的重要参数之一,故在内外弹道弹丸各项参数的测试中,弹丸速度测量必不可少。实际中,弹丸速度测量一般采用外场实验的方法,该方法不但成本高、技术难度大、耗时长、动用人力物力巨大,并且测试的效果未必理想,针对这些问题,本文重点设计了内弹道多普勒信号模拟软件,以期实现对实际弹道多普勒信号的真实模拟。在分析内弹道多普勒信号模拟技术指标的基础上,提出了基于PXI总线的多普勒信号模拟软件平台的相关技术指标及整体设计方案,并以此为核心详细介绍了信号生成和信号高速采集软件子系统的设计方案及实现方法。在对内弹道多普勒回波信号进行理论分析及数学建模的基础上,提出了基于DDS技术的多普勒信号模拟子系统设计,通过使用PXIe5442板卡搭建信号模拟子系统硬件平台,按照IVIFGEN仪器驱动类规范编写底层硬件驱动接口函数,利用DDS技术设计子系统上位机软件实现了线性调频信号、多普勒回波信号及噪声信号的模拟和输出。在分析外场环境中采集设备性能指标的基础上,提出了基于数据流盘技术的高速数据采集子系统设计,通过搭建数据采集系统的硬件环境,在Labwindows/CVI软件平台下进行驱动函数库和系统软件的设计,实现了对弹丸多普勒回波信号的实时数据采集、波形显示、时域计算等功能。试验结果表明:设计的内弹道多普勒信号模拟软件平台能够实现多普勒信号的模拟和输出,并具有高速、双通道、大量数据的实时采集功能。
徐海[4]2008年在《基于虚拟仪器技术的测速雷达研究》文中指出随着社会的发展和科学技术的进步,计算机技术与测量仪器技术的结合,一种新的测量仪器——虚拟仪器也随之出现。虚拟仪器是一种功能意义上的仪器,由计算机、仪器硬件及应用软件组成。一般来说,它先通过仪器硬件采集信号,然后通过软件编程来实现数据的显示及测量等功能。虚拟仪器为代表的新型测量仪器改变了传统仪器的思想。虚拟仪器技术设计的测试系统具有结构简单、功能齐全、界面友好、开发周期短和维护调试方便等优点。因此,虚拟仪器在自动化测试和测量领域等得到了广泛的应用。本文首先介绍了测速雷达国内外的发展概况,阐述了测速雷达的测速原理,并进行总体方案的设计。在硬件方面,特别讨论了雷达收发组件、前置电路、触发电路、预处理电路等四个功能模块的设计方案和硬件电路的实现方法,对数据采集卡PCI-9812的功能做了介绍。软件设计基于虚拟仪器技术,以LabVIEW作为系统的软件开发平台。我们探讨了驱动接口设计,采用调用动态链接库的方法实现与PCI数据采集卡的数据通信,完成了数据采集存储单元、数据回放单元、数据处理单元及结果显示单元的设计。最后对软硬件的各个部分作了调试验证。
宋暖, 董兴文, 丁长虹[5]2009年在《虚拟仪器的多普勒雷达弹丸测速系统研究》文中研究表明基于"软件就是仪器"的思想,在原有"弹体药室容积音频检测仪"的基础上,利用虚拟仪器的专有开发软件LabVIEW,设计了虚拟仪器的弹体药室容积音频检测装置。该系统利用虚拟仪器设计实现了智能化控制、实时采集时域信号、频域信号并同时显示结果和多种数据处理分析的功能,在硬件实现的基础上,实现了对弹体药室容积的检测。
李亚飞[6]2016年在《新一代外贸155多普勒测速雷达实时信号处理系统的设计与实现》文中认为新一代外贸155多普勒测速雷达是测量155mm自行火炮弹丸初速的重要仪器,数字信号处理系统是其重要组成部分。随着对雷达测速精度要求的不断提高,研发实时、高效、精度高的测速雷达数字信号处理系统具有十分重要的意义。本文就是研究并实现了基于FPGA的新一代外贸155多普勒测速雷达实时信号处理系统。本文依据新一代外贸155多普勒测速雷达的应用场景,在分析其工作原理的基础上,探讨了传统频谱分析方法对测速精度的影响,通过分析比较Zoom-FFT、Rife和CZT叁种高精度测频算法,提出了一种基于FFT-CZT联合算法的频率估计方案。经过对FFT-CZT联合算法和传统谱分析法的仿真比较,验证了所提出方案可以有效地提高系统的频率估计精度。在硬件实现上,根据新一代外贸155多普勒测速雷达系统的要求,本文提出一种基于FPGA的多普勒测速雷达实时信号处理系统的实现方案。采用Altera公司的Cyclone Ⅲ系列中的EP3C25F256I7芯片,完成系统中数据的高速缓存、FFT-CZT联合算法的硬件实现以及FPGA与ARM处理器的数据接口设计。并对其系统性能进行测试和误差分析,测试结果表明本系统可以实现测速雷达多普勒信号的实时、高速、高精度的处理。
彭军涛[7]2016年在《基于微波干涉原理的膛内外弹丸运动参数测量雷达终端的设计与实现》文中提出随着武器系统的不断发展,人们对武器系统性能的要求越来越高。速度、加速度等运动参数,作为衡量武器特性、弹药特性和弹道特性的重要指标,被广泛地运用于武器系统的研究中。因此研发内外弹道弹丸运动参数测量系统对武器系统的研制以及弹道学理论的发展具有十分重要的意义。本文则是为满足这样的需求,设计并实现了基于微波干涉原理的膛内外弹丸运动参数测量雷达终端系统。论文提出一种基于虚拟化仪器技术的弹丸运动参数测量实现方案。以PXI-3950处理板和PXI-9826数据采集板为核心搭建系统硬件平台,并利用LabVIEW作为软件开发平台,完成了该系统信号的调理与采集硬件电路设计、内弹道时频分析处理、外弹道功率谱估计以及友好的人机界面程序设计,并对其系统性能进行了测试与分析,验证了该系统的可靠性与有效性。为了测量XXX武器弹丸在飞行过程中的运动参数,本课题在分析内外弹道回波信号数学模型的基础上,在内弹道信号处理上采用时频分析方法,并运用阀值法和前端拟合法优化获得的瞬时频率估计。在外弹道信号处理上采用功率谱估计方法,并运用追踪法去除估计的野点频率。转换处理后的频率,从而获得弹丸的运动参数。
毛小勇[8]2016年在《弹药内弹道参数并行测试系统的设计与实现》文中研究表明伴随着我国现代军事技术的发展,内弹道学的研究对内弹道参数测试技术提出了更高的要求。在诸多内弹道参数中,膛压和弹丸初速是两个最重要的基础指标。对于这两个参数目前国内仍普遍采用独立测试的方法,测试系统功能单一、测试精度低、人为误差大、交互能力不强,不能很好地反映相同条件下膛压与速度的关系。本文针对上述问题,提出了一种基于现代计算机数据采集技术的内弹道参数并行测试系统,实现了膛压、初速一体化测试,能更真实、准确反映相同条件下膛压与初速的关系以及弹丸在膛内的运动规律。本文首先在研究了内弹道过程及相关测试方法的基础上,制定了系统的总体技术方案。在测试系统开发过程中,充分利用了现代测试领域的一些新技术、新器件。膛压测量采用了压电晶体传感器,弹丸速度测量采用了天幕靶,最后利用计算机数据采集系统进行信号采集,其基本设计思想是基于虚拟仪器的概念,以计算机控制为中心,通过软件将计算机硬件与外部的仪器、设备等硬件资源有机地融合为一体,从而把计算机强大的计算处理能力和外部硬件的测量、控制能力结合在一起。它充分利用了计算机现有资源,配以独特设计的软硬件,实现普通仪器的全部功能以及一些在普通仪器上无法实现的功能。文中分别对本测试系统使用的压电晶体传感器、天幕靶和数据采集卡的工作原理及技术指标进行了详细的介绍。测试系统的软件开发平台采用了LabWindows/CVI。LabWindows/CVI是NI公司推出的一套面向测控领域的软件开发平台,是一种可视化、结构化并且采用事件驱动方式的高级仪器程序开发工具。软件开发过程做到软件功能的层次化、模块化,方便将来对系统进行改进、升级。随着现代计算机数据采集技术的发展,通过使用计算机数据采集技术将各种传感器技术结合起来,实现个性化的多参量并行同步测试,已成为现代测量技术发展的一个趋势。
张昊[9]2008年在《基于VXI总线的弹丸测速模块的研制》文中研究说明由于现代兵器的发展及科研水平的不断提高,在兵器参数测试领域对先进的测试手段的需求越来越迫切,尤其对一些基于先进总线的特殊模块的需求更为突出。ⅤⅪ总线仪器就以其独特的优异性能,被广泛应用于军事、航空航天等领域。本文在前人提出的将基于ⅤⅪ总线的虚拟仪器技术应用到弹丸测速,特别是应用到多头弹/霰弹测速中的设想的基础上进行了大胆改进与创新,研制了一种基于ⅤⅪ总线寄存器基的弹丸速度测试模块,成功地将ⅤⅪ虚拟仪器技术引入弹丸速度测试。该模块可配接多种区截装置,适用于多种弹丸的速度测试,尤其是多头弹/霰弹的速度测试。在模块的硬件电路设计部分,针对不同区截装置设计了相应的信号调理电路,充分利用Cyclone系列FPGA芯片可编程、大容量等特点设计了寄存器基ⅤⅪ总线接口电路,时基控制及计时电路、存储及逻辑控制等测速功能电路。着重解决了针对单发、连发、多头弹/霰弹等不同弹种的测丌廾廾题。另外还解决了计时及数据存储时的计数溢出、竞争冒险等关键技术难题,并对相关功能电路进行了仿真分析。在模块的软件设计部分中,主要介绍了基于LabWindows/CⅥ开发环境设计符合VPP规范的虚拟仪器应用程序以及开发模块驱动程序的具体方法,编制了ⅣⅠ仪器驱动程序,真正意义上实现了仪器的可互换性。在所设计的驱动程序基础上编制了具有人性化界面的应用程序,利用上位机的强大运算能力实现了针对不同弹种特别是多头弹、霰弹的数据处理及显示。最后,对所研制的弹丸速度测试模块进行了实验研究,实验数据验证了本模块功能的正确性、工作的可靠性。
刘清成[10]2010年在《毫米波近程探测系统仿真》文中研究指明毫米波近程探测系统仿真是以毫米波作为载波,在不同连续波近程探测体制以及相应的目标模型基础之上,运用ADS、Matlab和Lab VIEW软件构建的闭合回路行为级的系统仿真,具有节点数据的可检验性以及射频模块的非线性分析能力。毫米波近程探测系统仿真作为一种数字仿真方式,与传统的物理仿真和半实物仿真相比,不仅具有软件优势互补的数字仿真能力,而且具有嵌入相关测试仪器以及器件模块的半实物仿真功能,能够大幅度提高近程探测系统的评估能力,极大地减轻试验人员的负担,节省了试验成本的开销。本文主要对不同体制连续毫米波近程探测系统进行仿真研究,主要工作和研究成果如下：(1)研究了毫米波近程探测系统仿真的一般框架。首先,分析了现有的仿真平台包括ADS、Matlab和Lab VIEW软件在仿真毫米波近程探测系统存在的不足,提出以ADS为主,Matlab和LabVIEW为辅的混合仿真方法,同时解析了探测系统参数的选取原则。然后,根据目标的近远场变换法则将目标划分为小面元,运用物理光学(PO)、物理绕射理论(PTD)和弹跳射线法(SBR)对目标的高频近场散射进行了预估,同时也分析了天线方向图对目标高频近场散射的影响。最后,对外弹道超音速天线罩由于激波引起罩壁温度升高导致信号传输功率衰减的问题进行了分析,阐述了超音速天线罩在恶劣环境下对近程探测系统的影响。(2)在多普勒毫米波体制下,研究了连续波近程探测系统的仿真。首先,在分析探测系统发射机、接收机、天线方向图以及多普勒目标模型的基础上,建立了毫米波多普勒近程探测系统的ADS仿真链路,并通过运动的点目标检验了系统的可行性。然后,以某武装直升机为例,利用UG5.0软件对其进行建模,并以λ/16面元间距进行划分,应用高频混合方法对直升机的近场RCS进行计算,建立了该直升机的多普勒回波信号模型,经过载波和探测器相关参数补偿后,即可运用Matlab_M构建一个可嵌入ADS的目标模块,与探测器模块一起组成毫米波近程探测系统的ADS行为级仿真链路。最后,在混频器输出线上设置节点探针,运用可以嵌套调用Matlab的LabVIEW虚拟仪器软件对该混频器输出信号进行时频处理,得到可直观的该直升机多普勒时频谱图。(3)在叁角波线性调频毫米波体制下,研究了连续波近程探测系统的仿真。首先,分析了该近程探测系统的测距原理以及系统模型的参数,构建出该探测系统的ADS行为级仿真模型,通过对系统进行自检分析,验证了该探测系统模型的正确性。此外,以某武装直升机为例,建立了该直升机的目标模型,并将其嵌入LFMCW调频探测系统仿真中,运用LabVIEW软件对系统混频器输出信号进行时域、频域和短时傅里叶变换(STFT)仿真分析,表明混频器差频信号不仅真实地反映了弹目视在距离的变化,而且还较详细刻画出该直升机的时频谱图,提高了系统仿真的智能化。(4)在伪码调相复合周期方波毫米波体制下,研究了连续波近程探测系统的仿真。首先,分析了该探测体制模糊图的测距测速性能,论述了该探测系统码宽、方波周期等参数的选择原则,同时建立发射机、接收机以及目标模型的ADS系统仿真链路,并以简单实例进行自检验证。然后,以某巡航导弹为例,运用LabVIEW软件对混频器输出信号进行时域、频域以及短时傅里叶变换(STFT)信号仿真分析,结果表明该方法不仅能够增加收发隔离度,而且也具有良好的测距测速性能,它有较强的抗干扰能力,具有广阔的工程应用前景。(5)在锥扫主被动毫米波体制下,研究了连续波近程探测系统的仿真。根据主动调频测距和被动辐射计径向定位的特点,基于最少二次扫描原则,提出叁波束辐射计探测器转速、降速以及天线夹角等关键指标参数,构建了主被动探测系统的ADS行为级仿真链路。然后,利用LabVIEW软件对探测器处于某一高度时的检波信号进行仿真分析,结果表明该方法不仅可以进行精确测距,而且极大地提高了目标的径向定位精度,为工程实用化作出了有益的探索。
参考文献：
[1]. 多普勒雷达弹道测速虚拟仪器信号分析模块研究[D]. 张升伟. 南京理工大学. 2002
[2]. 基于时频分析的雷达智能终端系统的研究与实现[D]. 马鑫. 南京理工大学. 2013
[3]. 内弹道多普勒信号模拟软件平台设计[D]. 杨艺东. 中北大学. 2016
[4]. 基于虚拟仪器技术的测速雷达研究[D]. 徐海. 南京理工大学. 2008
[5]. 虚拟仪器的多普勒雷达弹丸测速系统研究[J]. 宋暖, 董兴文, 丁长虹. 电脑编程技巧与维护. 2009
[6]. 新一代外贸155多普勒测速雷达实时信号处理系统的设计与实现[D]. 李亚飞. 南京理工大学. 2016
[7]. 基于微波干涉原理的膛内外弹丸运动参数测量雷达终端的设计与实现[D]. 彭军涛. 南京理工大学. 2016
[8]. 弹药内弹道参数并行测试系统的设计与实现[D]. 毛小勇. 电子科技大学. 2016
[9]. 基于VXI总线的弹丸测速模块的研制[D]. 张昊. 南京理工大学. 2008
[10]. 毫米波近程探测系统仿真[D]. 刘清成. 南京理工大学. 2010
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