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基于FPGA的梳狀譜通信干擾信號設計與研究

基于FPGA的梳狀譜通信干擾信號設計與研究

為了有效測試通信電臺的實際抗干擾性能，提出了一種基于FPGA的高斯白噪聲梳狀譜干擾信號設計方案，相比傳統隨機相位調頻梳狀譜干擾，在對抗寬帶通信系統時干擾效果更強。該方案以FPGA為核心，通過改進Ziggurat算法和DDS技術實現梳狀譜干擾信號的生成，在滿足高速、高性能的同時，具有較強的靈活性。并通過DA芯片輸出，實現了3~11個梳狀譜信號的生成。實驗結果表明：生成的梳狀譜干擾信號頻率控制誤差小于0.001%，干擾效果量化一個指標。

基于廣義Jaccard系數的稀疏自適應匹配追蹤水聲信道估計方法

本文提出了一種基于廣義Jaccard系數的稀疏自適應匹配追蹤水聲信道估計方法。該算法使用了廣義Jaccard系數匹配代替了內積匹配，然后利用DFT對信號進行稀疏度預估計，同時用可變步長代替固定步長，可以精確、快速地逼近真實稀疏度。實驗結果表明，該信道估計方法優于SAMP和其他傳統方法，并且可以用于實際水聲信道估計。

發表于：8/13/2025

基于機器視覺的監控視頻移動目標輪廓提取算法

在監控視頻中，移動目標易受到邊緣模糊和背景噪聲干擾等影響，使得目標輪廓提取結果不準確。為此，提出基于機器視覺的監控視頻移動目標輪廓提取算法。采用機器視覺技術處理圖像，結合圖像背景模型建立像素高斯分布，并計算各個像素值與背景模型中高斯分布的匹配度，將匹配度低于閾值的像素視為前景像素，由此完成前景分割，結合鏈碼對前景目標邊緣進行編碼，標識與預設閾值最接近的閉合邊緣，以此作為目標輪廓粗定位結果，基于此，將目標區域的統計分布參數融合到灰度光流圖像中，得到灰度差分圖像，進而提取移動目標輪廓。實驗結果表明，在所提方法的應用下，目標輪廓毛刺數始終控制在50以下，輪廓提取精度較高。

發表于：8/13/2025

基于雙鎖相環的高分辨率步進頻探地雷達設計

步進頻探地雷達（Ground Penetrating Radar，GPR）因其寬帶寬的優勢在淺表層高分辨率探測中得到了廣泛的發展和應用。然而，傳統的步進頻GPR硬件實現較為陳舊，無法同時滿足高分辨率、小體積、低成本、穩定可靠和使用靈活的現代化要求。針對上述要求，設計了雙鎖相環發射機和數字固定中頻結構接收機，實現了一套新型的高分辨率步進頻GPR硬件系統。為解決超寬帶步進頻率信號諧波干擾問題，設計了新型的帶通濾波器組。多組環回和實地探測實驗的結果表明，該系統分辨率優于5 cm，探測深度至少2.5 m，能夠滿足現代GPR的多重要求，為步進頻GPR硬件的研發提供了有價值的參考。

發表于：8/7/2025

基于組件復用的可重構I²C總線讀寫控制電路設計

現代軟件無線電架構中通常為了滿足軟件實時性而采用FPGA作預處理功能，但隨著軟件無線電系統不斷朝綜合化和智能化方向發展，如何應對各類復雜使用場景給系統設計者帶來越來越多的挑戰。面對不斷激增的需求，FPGA設計中經常暴露出可移植性差、平臺依賴性強、程序對開發人員的依賴度高、系統集成與整合度難度大等問題。選取電子裝備中常用的I²C總線控制部分，借鑒軟件工程中“高內聚、低耦合”的模塊化設計思想，提出一種總線控制電路的優化策略，即基于組件復用的方法設計了一種可重構I²C總線讀寫控制電路。該電路具備按需配置波特率功能，同時具有可選的APB接口以及中斷功能，提供讀/寫數據位寬分別為1 B/2 B/4 B系列控制組件，并通過配置系列組件的方式重構讀/寫數據位寬。該電路具有實際的工程價值且已成功應用于不同項目以及TPAFEA008、ADT75和LTC2991等常用器件上。

發表于：8/6/2025

基于人臉檢測跟蹤和輸入噪聲過濾的rPPG信號實時提取方法

遠程光體積描記是非接觸式生理信號檢測領域的重要研究方向。現有算法主要從人臉部分區域提取脈搏信號，存在信號獲取不全面及噪聲過大的問題。提出了一種基于人臉檢測、跟蹤、分割和輸入噪聲過濾的實時rPPG信號提取方法，旨在提高心率檢測的準確性和魯棒性。首先，通過小型深度神經網絡實現視頻幀中的人臉檢測和跟蹤，準確定位人臉區域。其次，通過人臉分割算法提取皮膚信息。最后，采用輸入噪聲過濾策略，去除與心率無關的頻率成分和信噪比較低的信號，從而優化rPPG信號。實驗在自建數據集上進行，結果表明，該方法在信噪比、平均絕對誤差和均方根誤差等指標上均表現出色。綜上所述，所提出的方法在rPPG信號實時提取中表現出優異的精度和穩定性，為非接觸式生理信號檢測提供了一種新的解決方案。

發表于：8/5/2025

航天發射任務指揮決策輔助平臺及關鍵技術研究

圍繞我國當前航天發射任務過程中對安全控制、快速評定和決策評估的需求，通過引入多維動態時間規整、深度序列分析、飛行彈道預測、知識圖譜以及態勢推薦等技術，形成了具備測控參數智能化處理、飛行狀態預測、態勢多維展示的航天發射任務指揮決策輔助平臺，有效提高了航天發射任務組織指揮的數智化水平。

發表于：7/29/2025

一種M.2固態硬盤熱插拔和RAID功能的創新設計

M.2固態硬盤因其自身的優勢得到了越來越廣泛的應用，企業級的產品也普遍使用M.2固態硬盤作為操作系統的啟動盤。但是由于其不具備熱插拔功能，難以滿足企業市場對高可用性、24小時不停機、數據保護以及在線維護的特殊需求。提出了一種新穎的綜合設計方案，在載板、FPGA、BIOS和BMC的配合下，實現了熱插拔功能和RAID功能。同時，依靠M.2固態硬盤引腳定義的不同實現了在M.2接口上PCIe和SATA總線的自動識別和兼容，利用FPGA和MOSFET引入了一種新的動態時鐘信號控制方式。該綜合設計方案不需要額外的硬件投入，以極高的成本效益實現以上功能，并提升系統的可靠性和可用性。

發表于：7/29/2025

科幻新作——《第四條邊》的哲學觀

《第四條邊》，這部重量級高分科幻，讀懂算你狠！書中涉及的科幻哲學，不怕你不看，就怕你看不懂。通過小說質疑科學自身，從更高的維度對科學進行解構和重構，這就是哲學。昨天講過第一條哲學：時間，不存在！今天講第二條哲學：宇宙熱寂說的荒謬。根據拉普拉斯-康德的星云學說，每一個星系都起源于星云，而星云毫無疑問是一個比星系更加高熵的狀態。對星云這樣的非封閉系統，一點點引力的擾動就能夠打破熵增的魔咒，更何況未知邊界的宇宙。只要讀懂《第四條邊》里的科幻哲學，那你就比絕大多數人的思維都要深刻！

發表于：7/21/2025

基于FPGA的音頻Sigma-Delta調制器設計與實現

隨著數字音源的普及，數模轉換器（Digital to Analog Converter， DAC）成為音頻設備中不可或缺的元件，其精度往往決定著整個系統的信號保真度。基于此，利用噪聲整形技術對用于高精度音頻DAC的Sigma-Delta調制器進行設計和現場可編程門陣列（Field Programmable Gate Array， FPGA）實現。通過搭建測試系統，測試結果表明，所設計的Sigma-Delta調制器在輸入信號為1 411.2 kHz采樣頻率、1 kHz頻率、0 dBFS（Full Scale）幅度的正弦信號條件下，其輸出信噪比（Signal to Noise Ratio， SNR）可達107.4 dB；當輸入信號頻率在音頻頻帶內時（輸入信號幅度為0 dBFS），其輸出SNR穩定保持在104 dB以上；并可用于WAV音樂播放器中。

發表于：7/17/2025

基于聲波激勵天線圓形陣列空間連續采樣的地下目標三維定位方法

本文提出一種不依賴距離分辨率的圓形陣列波達方向估計聯合空間連續采樣的地下目標三維定位方法。依靠聲波激勵天線小尺寸優勢構建均勻圓形陣列，利用二維波達方向估計獲得目標方位角和俯仰角，根據二維角度在空間連續采樣中的變化規律，采用遺傳算法對地下目標三維坐標進行估計。數值仿真結果表明，本方法三維定位精度均方根誤差為0.039 m，優于傳統寬帶天線系統使用雙曲線頂點檢測方法，且魯棒性良好，電磁仿真結果表明本方法具備地下目標三維定位能力。

發表于：7/11/2025

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