【摘要】：空中交通管制,是指地面管制人員通過(guò)專(zhuān)用通信系統(tǒng),按照規(guī)定程序?qū)︼w機(jī)起、落過(guò)程進(jìn)行指揮調(diào)度,是保證飛機(jī)飛行安全、提高飛行效率的有效手段。電臺(tái)即是該通信系統(tǒng)中的主要設(shè)備,在該通信系統(tǒng)中完成收發(fā)信功能。傳統(tǒng)電臺(tái)中的接收機(jī)采用超外差結(jié)構(gòu),主要由模擬器件組成,技術(shù)水平較落后,指標(biāo)受元器件老化因素的影響較大,設(shè)備功能單一,難以升級(jí),維護(hù)維修過(guò)程繁瑣難度較大等問(wèn)題,逐漸被淘汰。隨著軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,取而代之的是由A/D轉(zhuǎn)換芯片、DSP處理芯片、MCU控制芯片等數(shù)字芯片組成的接收機(jī),其主要功能通過(guò)在DSP和MCU中編寫(xiě)程序軟件來(lái)實(shí)現(xiàn),因此性能指標(biāo)更加優(yōu)秀、穩(wěn)定,并且具有很強(qiáng)的靈活性。本文研究目的是依據(jù)軟件無(wú)線(xiàn)電理論中的中頻帶通采樣原理,完成接收機(jī)的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)電臺(tái)接收機(jī)的數(shù)字化,更好的應(yīng)用于民航空管通信系統(tǒng)。本文所設(shè)計(jì)接收機(jī)采用了帶通采樣、直接數(shù)字頻率合成以及數(shù)字正交解調(diào)技術(shù),首先將天線(xiàn)接收到的信號(hào)經(jīng)選頻、放大、下變頻至455kHz;其次對(duì)中頻信號(hào)進(jìn)行帶通采樣,實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換;最后由數(shù)字信號(hào)處理芯片TMS320VC5509A完成數(shù)字下變頻及正交解調(diào),控制D/A轉(zhuǎn)換器輸出音頻,MCU芯片NUC140L來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)頻率合成器的控制及整機(jī)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。本文分為兩部分,一是闡述了本設(shè)計(jì)所依據(jù)的原理及采用的技術(shù);二是完成了接收機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、硬件電路設(shè)計(jì)、仿真及軟件的設(shè)計(jì),并從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、裝配與調(diào)試等環(huán)節(jié)嚴(yán)格把控,完成整機(jī)實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過(guò)測(cè)試,整機(jī)指標(biāo)高于民航行業(yè)規(guī)范對(duì)電臺(tái)產(chǎn)品中接收機(jī)的要求。研究結(jié)果表明,采用中頻帶通采樣結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)接收機(jī)數(shù)字化,具備較高的可行性。
【圖文】：

2.2.1 奈奎斯特采樣奈奎斯特采樣定理：假設(shè)一頻率帶限信號(hào) x(t)，其頻帶限制在(0，fH)內(nèi)，如果以 fS＞2fH的采樣速率對(duì)其進(jìn)行等間隔采樣得到的時(shí)間離散的采樣信號(hào) xS(t)，則原信號(hào) x(t)可由所得到的采樣值 xS(t)完全確定。設(shè)抽樣脈沖序列是一周期設(shè)抽樣脈沖序列是一個(gè)周期性沖激函數(shù)δT(t)，則抽樣后信號(hào)xS(t) = x(t) δT(t)由頻域卷積定理得XS(ω)=12π[X(ω)× δT(ω)] =1sn=-∞∞(ω－nωs) (2.1)式中采樣周期TS=1fs由公式(2.1)可知，采樣后的頻譜就是以 TS為周期的原頻譜周期性的重復(fù)。當(dāng) fS≥2fH時(shí)，則該周期性頻譜之間不存在混疊，若此時(shí)經(jīng)過(guò)低通濾波就可無(wú)失真的恢復(fù)出原信號(hào)，如圖 2.3 所示。

圖 3.5 二混頻電路圖5）抗混疊濾波器抗混疊濾波器采用帶通濾波器 CFWLA455KDFA-B0，主要目的是在 A/D采樣前進(jìn)行帶寬限定，防止帶外干擾信號(hào)進(jìn)入 A/D 轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生混疊，，其參數(shù)如表 3.6 所示。表 3.6 CFWLA455KDFA-B0 主要參數(shù)項(xiàng)目 性能指標(biāo)中心頻率 455kHz6dB 帶寬 ≥10kHz50dB 帶寬 ≤20kHz插損 ≤4dB帶內(nèi)波動(dòng) ≤3dB6）中頻放大電路中頻放大電路用可變?cè)鲆嫘酒?AD603 完成，該芯片增益范圍較大，線(xiàn)性較
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：V351.36;V355.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2633667