基于通信信號(hào)識(shí)別技術(shù)的星載接收機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時(shí)間:2020-05-03 16:47
【摘要】:航天通信偵察是以衛(wèi)星為平臺(tái)、以獲取目標(biāo)的工作頻率、幅度、調(diào)制方式、信號(hào)帶寬、信號(hào)特征、位置參數(shù)、起止時(shí)間、數(shù)量、工作頻繁度、傳送的情報(bào)內(nèi)容、網(wǎng)臺(tái)分布等為主要任務(wù),為衛(wèi)星作用區(qū)域內(nèi)國(guó)家和地區(qū)的政治、經(jīng)濟(jì)、軍事、外交等提供各方面的通信情報(bào)。隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的高速發(fā)展,對(duì)通信偵察接收機(jī)的工作頻帶、靈敏度、動(dòng)態(tài)范圍、頻率穩(wěn)定度和頻率分辨率、干擾抑制能力、反應(yīng)速度和實(shí)時(shí)處理能力等都提出了越來(lái)越高要求,F(xiàn)代航天通信偵察向著極寬頻帶、數(shù)字化、軟件無(wú)線電的方向發(fā)展。本文所設(shè)計(jì)研制的接收機(jī)是航天通信偵察系統(tǒng)的重要組成部分,近年來(lái),現(xiàn)代電子技術(shù)發(fā)展突飛猛進(jìn),從而對(duì)接收機(jī)的干擾抑制能力、反應(yīng)速度和實(shí)時(shí)處理能力等都提出了新的要求。該領(lǐng)域目前正向軟件工程化,數(shù)字化,高集成化發(fā)展。本文結(jié)合工作中型號(hào)任務(wù)需求,對(duì)接收機(jī)電路進(jìn)行了廣泛的調(diào)研工作,通過(guò)對(duì)電路以及電路中所用元器件的廣泛調(diào)研,以多模式通信信號(hào)識(shí)別技術(shù)為基礎(chǔ),對(duì)接收機(jī)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)、電路仿真,隨后對(duì)電路板進(jìn)行加工生產(chǎn),并進(jìn)行了一系列的試驗(yàn)驗(yàn)證工作。研制出了一種可適應(yīng)較寬的溫度范圍(-35~+70)、可對(duì)多種通信信號(hào)進(jìn)行調(diào)制識(shí)別與處理,同時(shí)具有高可靠性的星載接收機(jī)。本文首先對(duì)衛(wèi)星接收機(jī)的技術(shù)發(fā)展和國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了回顧,簡(jiǎn)述了星載接收機(jī)的工作原理和電路組成。然后詳細(xì)介紹了基于通信信號(hào)識(shí)別技術(shù)的星載接收機(jī)的設(shè)計(jì)方案,給出了電路包絡(luò)仿真分析的結(jié)果。最后對(duì)研制過(guò)程和各階段測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。經(jīng)過(guò)對(duì)測(cè)試結(jié)果的分析,驗(yàn)證了其作為星載設(shè)備的的實(shí)用性和高可靠性。
【圖文】:
電子科技大學(xué)工程碩士學(xué)位論文驗(yàn)證設(shè)備由測(cè)試計(jì)算機(jī)組成,可實(shí)現(xiàn)上位機(jī)的控制,頻譜分析、識(shí)別參數(shù)、解調(diào)數(shù)據(jù)、信道化數(shù)據(jù)的接收,,頻譜顯示,BER 測(cè)試,以及系統(tǒng)整體功能和指標(biāo)測(cè)試等。2.2 數(shù)字下變頻與數(shù)字信道化原理2.2.1 數(shù)字下變頻和濾波要實(shí)現(xiàn)解調(diào)首先需要對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行下變頻處理,完成抽樣率變化,得到合適的采樣速率后再進(jìn)行基帶信號(hào)的正交解調(diào)。就實(shí)際系統(tǒng)而言,如果要求抽取系數(shù)比較大,與之對(duì)應(yīng)的所設(shè)計(jì)的數(shù)字濾波器過(guò)度帶寬就要非常窄,如果濾波器的階數(shù)需達(dá)到上千,則引起濾波器的延遲將會(huì)相當(dāng)大。故采用多級(jí)濾波采樣結(jié)構(gòu),即采用經(jīng)典的級(jí)聯(lián)積分梳狀(CIC)濾波器、半帶(HB)濾波器濾波,最后一級(jí)采用多相濾波器組可以很好地降低運(yùn)算量.減少系統(tǒng)的延遲時(shí)間。如圖 2-3 所示。
IQAM 1 ( )a+ k m n0FM cos[ ( )]nfA k m k- ? sin[ ( )]nfA k m k- ? AM::幅度調(diào)制FM:頻率調(diào)制ak:幅度調(diào)制常數(shù)fk:頻率調(diào)制常數(shù)A:載波幅度m(n):調(diào)制信息基帶解調(diào)的 FPGA 設(shè)計(jì)下圖 2-13 所示,圖中 AM_DEM、FM_DMO 分別為調(diào)幅、調(diào)頻的基帶解調(diào),MODE_SEL 為調(diào)制方式的選擇,通過(guò)選擇器選取相應(yīng)的解調(diào)輸出,即可實(shí)現(xiàn)通用模擬調(diào)制信號(hào)的解調(diào)。圖中 SQL、FM_OUT 分別為 AM、FM 調(diào)制的解調(diào)輸出。為了實(shí)現(xiàn)通用模擬調(diào)制信號(hào)的解調(diào),F(xiàn)PGA 設(shè)計(jì)中的 CIC_SEL和 MODE_SEL 分別對(duì)應(yīng)于不同抽樣系數(shù)和調(diào)制方式的選擇,而抽樣系數(shù)的變化可改變采樣率從而適應(yīng)相應(yīng)的解調(diào)帶寬。
【學(xué)位授予單位】:電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TN971
本文編號(hào):2647821
【圖文】:
電子科技大學(xué)工程碩士學(xué)位論文驗(yàn)證設(shè)備由測(cè)試計(jì)算機(jī)組成,可實(shí)現(xiàn)上位機(jī)的控制,頻譜分析、識(shí)別參數(shù)、解調(diào)數(shù)據(jù)、信道化數(shù)據(jù)的接收,,頻譜顯示,BER 測(cè)試,以及系統(tǒng)整體功能和指標(biāo)測(cè)試等。2.2 數(shù)字下變頻與數(shù)字信道化原理2.2.1 數(shù)字下變頻和濾波要實(shí)現(xiàn)解調(diào)首先需要對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行下變頻處理,完成抽樣率變化,得到合適的采樣速率后再進(jìn)行基帶信號(hào)的正交解調(diào)。就實(shí)際系統(tǒng)而言,如果要求抽取系數(shù)比較大,與之對(duì)應(yīng)的所設(shè)計(jì)的數(shù)字濾波器過(guò)度帶寬就要非常窄,如果濾波器的階數(shù)需達(dá)到上千,則引起濾波器的延遲將會(huì)相當(dāng)大。故采用多級(jí)濾波采樣結(jié)構(gòu),即采用經(jīng)典的級(jí)聯(lián)積分梳狀(CIC)濾波器、半帶(HB)濾波器濾波,最后一級(jí)采用多相濾波器組可以很好地降低運(yùn)算量.減少系統(tǒng)的延遲時(shí)間。如圖 2-3 所示。
IQAM 1 ( )a+ k m n0FM cos[ ( )]nfA k m k- ? sin[ ( )]nfA k m k- ? AM::幅度調(diào)制FM:頻率調(diào)制ak:幅度調(diào)制常數(shù)fk:頻率調(diào)制常數(shù)A:載波幅度m(n):調(diào)制信息基帶解調(diào)的 FPGA 設(shè)計(jì)下圖 2-13 所示,圖中 AM_DEM、FM_DMO 分別為調(diào)幅、調(diào)頻的基帶解調(diào),MODE_SEL 為調(diào)制方式的選擇,通過(guò)選擇器選取相應(yīng)的解調(diào)輸出,即可實(shí)現(xiàn)通用模擬調(diào)制信號(hào)的解調(diào)。圖中 SQL、FM_OUT 分別為 AM、FM 調(diào)制的解調(diào)輸出。為了實(shí)現(xiàn)通用模擬調(diào)制信號(hào)的解調(diào),F(xiàn)PGA 設(shè)計(jì)中的 CIC_SEL和 MODE_SEL 分別對(duì)應(yīng)于不同抽樣系數(shù)和調(diào)制方式的選擇,而抽樣系數(shù)的變化可改變采樣率從而適應(yīng)相應(yīng)的解調(diào)帶寬。
【學(xué)位授予單位】:電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TN971
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本文編號(hào):2647821
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