本文關(guān)鍵詞：無線探測(cè)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

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【摘要】：社會(huì)生產(chǎn)力不斷進(jìn)步的今天,煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率得以逐步提高,然而開采區(qū)周圍環(huán)境的未知對(duì)于煤礦開采工作帶來很大的安全隱患。為了提前獲知礦區(qū)地下分布,本課題設(shè)計(jì)了一種無線探測(cè)發(fā)射系統(tǒng),通過發(fā)射射頻電磁波,接收機(jī)接收回波后進(jìn)行處理從而獲知地下介質(zhì)的種類及厚度。本文研究的無線探測(cè)發(fā)射系統(tǒng),探測(cè)原理基于探地雷達(dá)反射探測(cè)方法,能夠?qū)崿F(xiàn)大功率射頻信號(hào)的發(fā)射。為了實(shí)現(xiàn)較深程度的探測(cè),選擇100MHz作為整個(gè)系統(tǒng)的中心頻率,而實(shí)現(xiàn)該頻率信號(hào)的產(chǎn)生與發(fā)射則對(duì)于發(fā)射機(jī)各個(gè)模塊的選擇設(shè)計(jì)提出了相應(yīng)要求。本系統(tǒng)采用FPGA技術(shù)實(shí)現(xiàn)頻率合成,進(jìn)入功率放大模塊將信號(hào)功率放大,再通過矩形微帶貼片天線將信號(hào)發(fā)射出去。信號(hào)產(chǎn)生部分使用Quartus II軟件進(jìn)行代碼調(diào)試并在Modelsim上完成仿真,最終在DE2-115開發(fā)板上實(shí)現(xiàn)功能,高功放模塊利用Cadence軟件完成MHW1345線性功率放大器的電路以及PCB的設(shè)計(jì),天線部分采用HFSS軟件進(jìn)行建模及仿真。三個(gè)模塊設(shè)計(jì)完成后,使用射頻頭連接并測(cè)試,最終實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)的整體功能。文章創(chuàng)新點(diǎn)在于通過全數(shù)字方式實(shí)現(xiàn)信號(hào)生成,并且采用相對(duì)較低的中心頻率,最終實(shí)現(xiàn)較深距離的探測(cè)。將無線超前探測(cè)技術(shù)應(yīng)用于煤礦開采區(qū),能夠提高煤礦開采效率,并且減少煤礦事故的發(fā)生。
【關(guān)鍵詞】：發(fā)射機(jī) 100MHz FPGA 頻率合成 微帶天線
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD67
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 1 緒論7-11
• 1.1 選題背景和意義7-8
• 1.2 研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)8-10
• 1.2.1 研究現(xiàn)狀8-9
• 1.2.2 發(fā)展趨勢(shì)9-10
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容10-11
• 1.3.1 論文的主要內(nèi)容10
• 1.3.2 論文的總體結(jié)構(gòu)10-11
• 2 發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)分析及系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)11-17
• 2.1 探地雷達(dá)反射探測(cè)方法11-12
• 2.2 發(fā)射機(jī)典型結(jié)構(gòu)分析12
• 2.3 發(fā)射機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)12-13
• 2.4 中心頻率的選擇13-15
• 2.5 發(fā)射機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)15
• 2.6 本章小結(jié)15-17
• 3 發(fā)射機(jī)系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)17-38
• 3.1 基于FPGA實(shí)現(xiàn)頻率合成17-24
• 3.1.1 頻率合成器的概述17
• 3.1.2 頻率合成器的主要指標(biāo)17-18
• 3.1.3 頻率合成基本方法18-19
• 3.1.4 數(shù)字頻率合成模塊的組成分析19-21
• 3.1.5 開發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介21-24
• 3.1.6 基于FPGA的數(shù)字頻率合成的設(shè)計(jì)方案24
• 3.2 功率放大器24-29
• 3.2.1 功率放大器的種類25-26
• 3.2.2 功率放大器的性能指標(biāo)26-27
• 3.2.3 MHW1345功率放大器的電路設(shè)計(jì)27-29
• 3.3 天線的設(shè)計(jì)29-37
• 3.3.1 天線的選擇29-30
• 3.3.2 矩形微帶貼片天線的結(jié)構(gòu)與分析30-35
• 3.3.3 矩形微帶貼片天線的設(shè)計(jì)35-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 4 系統(tǒng)模塊仿真分析及整體連接調(diào)試38-52
• 4.1 頻率合成模塊的仿真與分析38-42
• 4.1.1 使用Quartus II創(chuàng)建工程38-39
• 4.1.2 頻率合成模塊Verilog HDL相關(guān)代碼39-41
• 4.1.3 頻率合成模塊仿真波形圖41-42
• 4.2 天線仿真及結(jié)果分析42-49
• 4.2.1 天線的技術(shù)指標(biāo)42
• 4.2.2 HFSS天線設(shè)計(jì)流程42-43
• 4.2.3 天線仿真結(jié)果與分析43-49
• 4.3 發(fā)射機(jī)整體系統(tǒng)連接49-51
• 4.3.1 下載配置49-50
• 4.3.2 系統(tǒng)整體連接及調(diào)試50-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 5 系統(tǒng)改良52-56
• 5.1 合成多頻率信號(hào)52-54
• 5.2 本章小結(jié)54-56
• 6 總結(jié)與展望56-58
• 致謝58-59
• 參考文獻(xiàn)59-61
• 附錄 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文、專利及獲獎(jiǎng)情況61

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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本文編號(hào)：550185