本文關鍵詞：基于USRP的電離層軟件雷達探測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

  更多相關文章： 電離層 軟件雷達探測系統(tǒng) 軟件無線電 USRP硬件平臺 GUN Radio

【摘要】：近年來,隨著空間技術的研究與發(fā)展,人類逐漸發(fā)現(xiàn)地球空間環(huán)境對航天探測技術存在著各方面的影響,而電離層的探測與研究也正逐步得到發(fā)展�，F(xiàn)階段研究者利用直接探測方式或是遙感方式對電離層進行探測,利用回波信號進行數(shù)據(jù)處理后得到有關電離層的相關參數(shù)和其變化的規(guī)律后,才能夠將探測技術和探測設備進行改善并進行合理運用。隨著硬件技術的發(fā)展以及軟件技術的逐漸提升,設計、開發(fā)能夠對信號進行實時處理的系統(tǒng)也逐步的進入了以“軟件”為中樞的階段。軟件無線電技術以其結構的開放性和全面可編程性的突出優(yōu)點得到了通信領域的應用與發(fā)展。它的信號處理方式一般采用DSP與FPGA相結合的方法設計。在對電離層進行探測研究的過程中,軟件無線電技術也適用于電離層雷達系統(tǒng)的設計,利用該技術的靈活性、開放性、可重配置性、完全可編程性,使用軟件來控制發(fā)射信號及發(fā)射頻率,這種方法設計的系統(tǒng)為電離層軟件雷達探測系統(tǒng),而且“軟件雷達”的概念也已經(jīng)漸漸的被人們熟知與接受。故在研究中,采用軟件無線電技術和相關設備進行雷達探測系統(tǒng)設計。本文首先闡述了課題背景和當前國內外電離層探測雷達系統(tǒng)設計的發(fā)展現(xiàn)狀,以及雷達技術從基于硬件設計的快速發(fā)展演變?yōu)檐浖䶮o線電拓展設計的發(fā)展進程,并且介紹了軟件無線電的發(fā)展現(xiàn)狀,以及研究它的優(yōu)點所在。其次介紹了電離層探測技術的原理與方法。隨后介紹了開源軟件無線電(GNU Radio)的工作原理、流程、實現(xiàn)方法和相應通用軟件無線電外設(Universal Software Radio Peripheral,USRP)硬件的組成和功能。接著便是介紹在GNU Radio中的與設計電離層軟件雷達探測系統(tǒng)相關模塊的功能、作用以及設計方法。文中給出了實現(xiàn)軟件雷達探測系統(tǒng)功能的流程圖和仿真結果。最后,完成了閉環(huán)實驗,分析了實驗結果,并對開環(huán)電離層探測技術做出方法設計,總結了系統(tǒng)的不足,并對軟件雷達系統(tǒng)的發(fā)展方向做了展望。
【關鍵詞】：電離層 軟件雷達探測系統(tǒng) 軟件無線電 USRP硬件平臺 GUN Radio
【學位授予單位】：南昌大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V447.1;TN957.51
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 研究背景和意義8-9
• 1.2 國內外研究概況9-13
• 1.2.1 雷達和電離層探測系統(tǒng)設計的現(xiàn)狀和發(fā)展方向9-12
• 1.2.2 軟件無線電和通用軟件無線電外設的研究與發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本論文主要工作及內容安排13-15
• 第2章 電離層軟件雷達探測系統(tǒng)綜述及技術15-27
• 2.1 引言15
• 2.2 地球空間環(huán)境及空間探測技術簡介15-18
• 2.2.1 地球空間環(huán)境簡介15-16
• 2.2.2 電離層16-18
• 2.3 電離層雷達探測系統(tǒng)與技術18-22
• 2.3.1 電離層雷達探測的基本原理18-19
• 2.3.2 電離層探測系統(tǒng)的方法分類19-21
• 2.3.3 典型的電離層探測系統(tǒng)21-22
• 2.4 軟件雷達探測系統(tǒng)與技術22-26
• 2.4.1 雷達信號理論基礎23-25
• 2.4.2 軟件雷達探測系統(tǒng)信號處理的方法25-26
• 2.4.3 軟件雷達探測系統(tǒng)與傳統(tǒng)雷達探測儀系統(tǒng)的區(qū)別26
• 2.5 本章小結26-27
• 第3章 軟件無線電概念及平臺技術27-38
• 3.1 引言27
• 3.2 軟件無線電概念27-31
• 3.2.1 軟件無線電分類27-28
• 3.2.2 軟件無線電的體系結構28-30
• 3.2.3 軟件無線電的關鍵技術30-31
• 3.3 軟件無線電的平臺簡介31-37
• 3.3.1 GNU Radio軟件平臺簡介32-34
• 3.3.2 USRP主板介紹34-37
• 3.3.3 USRP通用子板介紹37
• 3.4 本章小結37-38
• 第4章 電離層軟件雷達探測系統(tǒng)設計方案38-52
• 4.1 軟件雷達系統(tǒng)簡介38-40
• 4.2 子板硬件電路設計與制作40-44
• 4.2.1 電路設計與制作40-43
• 4.2.2 硬件實現(xiàn)43-44
• 4.3 軟件模塊設計方案及波形選擇44-50
• 4.3.1 發(fā)射信號產(chǎn)生45-47
• 4.3.2 信號發(fā)射、傳輸過程47-48
• 4.3.3 接收信號過程48-49
• 4.3.4 波形選擇49-50
• 4.4 本章小結50-52
• 第5章 電離層軟件雷達探測系統(tǒng)的實現(xiàn)及分析52-62
• 5.1 GNU Radio軟件平臺與USRP硬件平臺的連接52-54
• 5.2 軟件雷達探測系統(tǒng)閉環(huán)定頻實驗測試及數(shù)據(jù)分析54-60
• 5.2.1 閉環(huán)定頻測試試驗56-59
• 5.2.2 閉環(huán)掃頻測試試驗59-60
• 5.3 軟件雷達探測系統(tǒng)開環(huán)實驗探測方法60-61
• 5.4 本章小結61-62
• 第6章 總結與展望62-64
• 6.1 總結62
• 6.2 展望62-64
• 致謝64-65
• 參考文獻65-68
• 攻讀碩士學位期間的研究成果68

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 李國鋒;吳南健;;A low power flexible PGA for software defined radio systems[J];半導體學報;2012年05期

2 龐博;林新黨;萬福;;軟件雷達構想[J];雷達與對抗;2010年01期

3 陳罡;趙正予;聶學東;李婷;;武漢多功能電離層探測系統(tǒng)[J];武漢大學學報(理學版);2011年02期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 姚明;星載多功能等離子體探測儀總體設計及波形技術研究[D];武漢大學;2010年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 黃凌;基于GNU Radio和USRP的認知無線電平臺研究[D];華南理工大學;2010年

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本文編號：1122332