【摘 要】
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跳频通信的出现,给信号检测领域带来了新的课题。针对非合作跳频信号的检测,国内外专家学者提出了各类检测理论。但是在工程领域,跳频信号检测的实际应用成果较少,且基本都是使用现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）进行相关系统的开发。本文针对当前跳频信号检测算法计算复杂的问题进行了分析,给出了更利于硬件实现的时频分析方法;并就FPGA存储资源稀缺、数据处理
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跳频通信的出现,给信号检测领域带来了新的课题。针对非合作跳频信号的检测,国内外专家学者提出了各类检测理论。但是在工程领域,跳频信号检测的实际应用成果较少,且基本都是使用现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）进行相关系统的开发。本文针对当前跳频信号检测算法计算复杂的问题进行了分析,给出了更利于硬件实现的时频分析方法;并就FPGA存储资源稀缺、数据处理灵活性差的缺点,给出了在Zynq平台上实现跳频信号检测系统的方案。本文主要内容如下:1)本文首先对跳频通信基本原理进行了介绍,并就其信号调制方式对频谱的影响做了分析,阐述了选择最小频移键控（Minimum-Shift Keying,MSK）或连续相位频移键控（Continuous Phase Frequency Shift Keying,CPFSK）作为调制方式进行跳频信号传输的缘由。然后,本文介绍了能量检测和时频分析检测两类跳频信号检测方式,对比了各种常见时频分析方法的检测效果以及计算复杂度。最终,本文选择了短时傅里叶变换作为时频检测实现方法。2)本文对最经典也最基础的短时傅里叶变换方法进行了剖析,指出传统基于快速傅里叶变换实现算法计算量巨大的窘境。为了减少计算量,便于硬件实现,本文通过增加短时傅里叶变换滑窗步长的方式,给出了更利于算法实现的时频公式。同时,针对短时傅里叶变换时间和频率分辨率的矛盾,本文借鉴星敏感器定位星体的原理,使用带阈值的质心法在短窗情况下改善了频点检测精度。3)本文给出了完整的跳频信号检测流程,对具体时频分布数据处理流程及方式进行了详细的分析和仿真。基于在FPGA中构建软核的思路,本文采用FPGA+ARM（Advanced RISC Machine,进阶精简指令集机器）硬核的方式,将基于短时傅里叶变换（Short Time Fourier Transform,STFT）的跳频信号检测技术应用于Zynq平台。同时,本文详细分析了系统设计过程中,需要注意的一些细节问题,并对最终系统性能做了简单评估,验证了算法的可实现性及Zynq平台的优势。
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