雷达信号采集存储与分析研究

【摘要】：随着计算机技术的发展,虚拟仪器成为现代仪器发展的主要方向。利用计算机强大的运算处理、总线传输、硬盘存储能力和现代计算机网络技术的通信能力,虚拟仪器在测试控制、试验教学中起到越来越重要的作用。 本文总结了虚拟仪器系统的概念以及设计过程,并设计了一个集信号采集、存储、分析和显示功能于一体的系统,可以在试验教学中作为一个多功能仪器使用。本系统的优点在于增加了对数据连续存储的功能,集波形显示与频谱分析于一体,对非平稳信号给出了其时频分析结果的三维显示。 该系统应用数据采集卡和通用个人计算机实现信号的采集、存储、分析和显示功能。其中,采集部分对待测信号进行采集,由数据采集卡完成；存储部分实现采集到的数据到计算机硬盘的存取,瞬时部分存取某一时刻采样值,连续存储对连续时段采样值进行存储；分析部分给出信号的快速傅里叶变换、短时傅里叶变换和维格纳-威尔分布分析,傅里叶变换适合于平稳信号的分析,对于非平稳信号,给出短时傅里叶变换和维格纳-威尔分布这两种非平稳信号分析方法;最后,将信号波形显示在显示器上,给出信号的时频分析结果并在显示器上显示。 利用多线程技术实现多线程系统结构,对于系统的各个功能部分采用多线程结构,既提高了计算机处理器的利用率,又提高了整个系统的处理速度。 利用内存映射文件技术实现快速连续存储,快速连续存储的难点在于采集到的数据非常大,要在短时间内将数据转存到硬盘,而存盘的时间影响到系统波形刷新率,文中采用内存映射文件解决这一矛盾。 利用OpenGL技术实现三维显示时频谱,信号的时频三维谱能增加使用者对信号谱更深的认识,文中用OpenGL技术实现。 结果证明,使用虚拟仪器技术不但可以实现既定功能,而且它有着虚拟仪器固有的优点,即成本低、易于开发、易于扩展功能。