塔康接收機(jī)數(shù)字信號處理研究

發(fā)布時(shí)間：2020-06-23 12:53

【摘要】：塔康系統(tǒng)是一種先進(jìn)的航空導(dǎo)航系統(tǒng),其距離測量依靠傳統(tǒng)的二次雷達(dá)測距原理,而方位測量則是通過特殊結(jié)構(gòu)的地面天線以及獨(dú)特編碼的方位測量脈沖對來完成。隨著航空水平的發(fā)展,對更先進(jìn)高效的導(dǎo)航系統(tǒng)的需求愈發(fā)迫切,因此在數(shù)字化層面有很大的發(fā)展空間的塔康導(dǎo)航系統(tǒng)是合適的研究對象。本文基于數(shù)字信號處理的方式,針對塔康接收機(jī)進(jìn)行了算法研究和改良,重點(diǎn)研究了采樣之后的數(shù)字預(yù)處理濾波、峰值提取過程和包絡(luò)提取技術(shù),并對包絡(luò)進(jìn)行方位的解算,研究的主要內(nèi)容為以下四個(gè)方面:第一,提出使用軟件無線電平臺HackRF One產(chǎn)生測試用模擬塔康地面信號。第二,針對塔康信號相鄰頻道可能對采樣結(jié)果帶來的干擾,在數(shù)字系統(tǒng)中增添了FIR濾波器,減少了鄰道干擾對系統(tǒng)的影響。第三,針對峰值提取時(shí)由強(qiáng)信號產(chǎn)生的振鈴現(xiàn)象,根據(jù)塔康地面信號所含脈沖對的特點(diǎn),提出了使用多重動(dòng)態(tài)閾值的峰值提取方法,有效避免振鈴現(xiàn)象引起的虛假脈沖對系統(tǒng)造成的影響。第四,根據(jù)卡爾曼濾波矩陣在塔康系統(tǒng)包絡(luò)提取中的特點(diǎn),對常規(guī)的卡爾曼濾波過程進(jìn)行了優(yōu)化,保證了誤差矩陣的對稱性,并利用對稱矩陣的特點(diǎn),減少了包絡(luò)提取過程的運(yùn)算量,最終得到精確的塔康系統(tǒng)方位角解算值。本文使用FPGA和軟件無線電平臺搭建了塔康接收機(jī)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng),該系統(tǒng)通過以PC端為起點(diǎn)再返回PC端的測試過程,使得整個(gè)數(shù)字接收機(jī)的測試操作過程均通過軟件來完成。該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對多種情況下的塔康地面信號進(jìn)行模擬,并且能將FPGA處理之后的數(shù)據(jù)直接上載至PC端,并在PC端對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行多種方式的處理觀測。本文最終的測試結(jié)果表明改進(jìn)后的塔康接收機(jī)能滿足塔康系統(tǒng)的精度要求,準(zhǔn)確提取出了峰值信息,增加了系統(tǒng)在方位值解算過程中的包絡(luò)提取過程的運(yùn)算效率。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN965.5;TN911.72
【圖文】：