【摘要】：近年來,沖激體制的無線通信廣泛受到了專家學者的關注,并逐漸應用到各個領域,主要包括軍事雷達、民用雷達、電子對抗、反隱身、儀器儀表、超寬帶通信等領域。沖激體制的通信方式憑借其分辨率高、抗干擾能力強、定位精確、硬件結構簡單等優(yōu)勢呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢態(tài),但同時也面臨著巨大的技術性挑戰(zhàn)。本文基于沖激體制無線通信中的各種優(yōu)勢,設計研制了基于沖激體制的近炸引信系統(tǒng)。文章內(nèi)容主要涵蓋了低壓超寬帶脈沖源設計,超寬帶信號接收機設計,整機數(shù)字邏輯設計三部分內(nèi)容。在低壓脈沖源設計方面,分析了SRD(階躍恢復二極管)的工作機理,研究了幾種典型電路結構。在ADS軟件中對各個電路分別進行了仿真,分析了各個器件對結果的影響。進而逐步優(yōu)化了電路結構,并在仿真結果的指導下進行了實驗測試。該脈沖源電路具有結構簡單、體積小、成本低、性能穩(wěn)定等優(yōu)點。在超寬帶接收機方面,研究探討了幾種經(jīng)典的接收方案,結合近炸引信這一特殊應用領域,設計出相應的接收電路。本設計采用高速比較器的鎖存功能來將接收到的窄脈沖比較結果鎖存下來,高精度延時器結合主控邏輯部分在脈沖回波到來時準確鎖定高速比較器,實現(xiàn)脈沖展寬,同時達到數(shù)字化目的。在數(shù)字邏輯設計方面,采用編碼方式來提高抗干擾能力。八位編碼通過移位寄存器逐位移出觸發(fā)脈沖源發(fā)射窄脈沖,然后在回波到來后用移位寄存器逐位移入八位已經(jīng)數(shù)字化的編碼,兩者相比較來判斷是否點火引爆炸彈。整個數(shù)字邏輯部分采用FPGA(可編程邏輯門陣列)來實現(xiàn),與傳統(tǒng)分立數(shù)字器件比較,它具有集成度高,開發(fā)周期短,性能穩(wěn)定等優(yōu)勢。本設計采用ALTERA公司的CycloneIII系列的FPGA,首先在開發(fā)軟件QuartusII中進行電路模塊設計,然后在仿真軟件ModelSim中進行邏輯仿真,最后下載到FPGA芯片上進行實測。
[Abstract]:In recent years, the wireless communication of impulse system has been paid more and more attention by experts and scholars, and has been gradually applied to various fields, such as military radar, civil radar, electronic countermeasure, anti-stealth, instrumentation, ultra-wideband communication and so on. Because of its advantages such as high resolution, strong anti-jamming ability, accurate positioning and simple hardware structure, the communication mode of impulse system presents a good development trend, but it is also facing huge technical challenges at the same time. Based on the advantages of wireless communication in impulse system, a proximity fuze system based on impulse mechanism is designed and developed in this paper. The main contents of this paper include the design of low-voltage ultra-wideband pulse source, the design of ultra-wideband signal receiver and the digital logic design of the whole machine. In the design of low voltage pulse source, the working mechanism of SRD (step recovery diode) is analyzed, and several typical circuit structures are studied. Each circuit is simulated in ADS software, and the influence of each device on the result is analyzed. Furthermore, the circuit structure is optimized step by step, and the experiment is carried out under the guidance of the simulation results. The pulse source circuit has the advantages of simple structure, small volume, low cost and stable performance. In the aspect of UWB receiver, several classical receiving schemes are studied and discussed. Combining with the special application field of proximity fuze, the corresponding receiving circuit is designed. In this design, the latch function of the high-speed comparator is used to latch the received narrow pulse comparison results, and the high-precision delay device combined with the main control logic part locks the high-speed comparator accurately when the pulse echo arrives, so that the pulse broadening can be realized. At the same time achieve the purpose of digitization. In the aspect of digital logic design, the coding method is adopted to improve the anti-jamming ability. The eight-bit code transmits narrow pulses by bit-by-bit shift registers out of the trigger pulse source, and then uses the shift registers to bit-by-bit into the eight-bit already digitized code after the echo arrives, and compares the two to determine whether to ignite the bomb or not. The whole digital logic part is realized by FPGA (Programmable Logic Gate Array). Compared with the traditional discrete digital devices, it has the advantages of high integration, short development period and stable performance. This design uses the FPGA, of CycloneIII series of ALTERA company to design the circuit module in the development software QuartusII firstly, then carries on the logic simulation in the simulation software ModelSim, finally downloads to the FPGA chip to carry on the measurement.
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TN92

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本文編號：2443578