【摘要】：伴隨著人們對與空中交通需求量的增加,民航防撞系統(tǒng)也經(jīng)歷了數(shù)個發(fā)展階段。從最開始的以程序管制為核心的空中交通管制(ATC),到以自動化為核心的交通報警及防撞系統(tǒng)(TCAS),現(xiàn)在又提出了擁有更強防撞算法的TCAS II和S模式應答機綜合系統(tǒng)�？紤]到設備的成本和兼容性,怎么樣將傳統(tǒng)的TCAS和S模式應答機更好的融合在一起便成了急需解決的問題。本文描述了一種可行的綜合化方案,該方案包括三個方面:天線綜合化、信號處理綜合化、以及核心處理單元綜合,并且在此基礎上提出了綜合化防撞系統(tǒng)S模式應答模塊設計思路,并且對其進行了驗證以及實現(xiàn)。根據(jù)綜合化設計方案,S模式應答機需要與TCAS系統(tǒng)交換信息,則S模式應答機要能接收來自不同通訊模式的詢問信號,需要為每一種模式詢問信號設計對應的解碼器。S模式應答機在接收到射頻詢問信號后,將其混頻到中頻,對于中頻處理本設計采用了中頻數(shù)字化方案,即對中頻進行A/D采樣,數(shù)字下變頻,到FPGA芯片可處理的數(shù)據(jù)速率,再對其進行解碼,信息提取。S模式詢問信號模式頭是PAM調(diào)制,而報文數(shù)據(jù)是DPSK調(diào)制,本設計對應的采取了 ASK正交相干解調(diào)方案和DPSK差分相干解調(diào)的方案來對詢問信號進行解碼。對中頻信號處理得到基帶調(diào)幅信號之后,需要對照標準文件進行模式匹配,具體方法是提取PSV信號,根據(jù)信號標準時長設計匹配窗函數(shù),匹配成功則輸出標志信息,匹配失敗就放棄數(shù)據(jù)。完成技術方案設計以及論證之后,基于FPGA的優(yōu)勢,本文選擇了硬件描述語言VHDL來實現(xiàn)該模塊。首先根據(jù)系統(tǒng)的性能需求和成本上的考慮,選取了一顆適合的FPGA芯片。接著利用FPGA典型設計原則將系統(tǒng)拆分為多個子模塊,確定每個子模塊的接口信息,畫出子模塊內(nèi)部信號處理流程圖,實現(xiàn)每個子模塊源代碼。之后,利用MATLAB生成的仿真信號對應答模塊進行了仿真。通過分析仿真結果,發(fā)現(xiàn)了該設計對于A/C模式詢問信號的處理時間過長,導致不能在規(guī)定的時間內(nèi)做出應答。之后通過改進ASK解調(diào)方案解決了該問題。最后通過外場測試儀產(chǎn)生詢問信號,對設計的模塊進行測試。利用USB端口抓取實時信號,在Altera SignalTap II邏輯分析儀中與預期進行對比,發(fā)現(xiàn)該模塊正確的檢測到詢問信號。
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：V328

【參考文獻】

相關期刊論文 前6條

1 劉國鋒;;簡述ADS-BIN技術在中國的應用前景[J];電腦知識與技術;2012年03期

2 徐遠澤;戴立新;高曉蓉;王黎;郭建強;;FIR濾波器的FPGA實現(xiàn)方法[J];現(xiàn)代電子技術;2010年22期

3 姚元飛;佟力;嚴國榮;;S模式機載應答機的中頻數(shù)字化處理[J];電訊技術;2009年06期

4 王永慶;喬媛;吳嗣亮;;基于早遲門位同步環(huán)的FPGA實現(xiàn)[J];微計算機信息;2009年08期

5 余麗;;航管應答機的中頻數(shù)字化設計[J];電訊技術;2007年02期

6 郭芳華;軟件無線電技術綜述[J];現(xiàn)代電子技術;2003年21期

相關碩士學位論文 前4條

1 李富森;綜合化防撞系統(tǒng)數(shù)字接收機關鍵技術研究[D];電子科技大學;2016年

2 王中克;基于FPGA的收發(fā)信機中頻及基帶設計[D];電子科技大學;2014年

3 馬進;基于FPGA的TCAS與S模式應答機綜合化數(shù)字中頻接收系統(tǒng)的設計與仿真[D];上海交通大學;2011年

4 陳瑩;TCAS系統(tǒng)的相關研究與設計[D];電子科技大學;2008年

，

本文編號：2673506