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射频装定系统编解码模块的研究与设计

作　者: 王建军
导　师: 苏新彦; 郭兴龙
学　校: 中北大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 射频装定 编解码 抗干扰 直接序列扩频 FPGA
分类号: TN762
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要


射频装定技术是一种在飞行后段利用无线数据传输方式向飞行目标发送控制命令，达到精确控制目标飞行状态的技术，广泛应用于飞行目标的精确制导控制领域。目前，射频装定系统正变得微型化、低功耗、智能化，但是仍然存在装定精度易受噪声和干扰影响的问题。针对这一问题，本文主要开展射频装定系统编解码模块的研究和设计，用来提高射频装定系统的抗干扰能力。在调研装定技术和扩频技术国内外研究现状的基础上，根据差错控制编码和扩频技术的抗干扰原理，本文首先提出了射频装定系统编解码模块的总体方案，该方案包括差错控制编解码模块、扩频调制解扩模块和QPSK调制解调模块等子模块。同时，对（7,4）循环码的差错控制功能和直接序列扩频的抗干扰功能进行了分析。其次，根据系统的总体方案，本文利用FPGA对各个子模块进行了设计和仿真。在设计过程中，采用（7,4）循环码对命令进行编码，能够实现发现并纠正1位错误位的功能；采用双通道的平衡Gold码发生器设计，可以给两路正交信号提供不同的伪随机序列，能够增强系统的保密性；在采用查表法进行正弦信号发生器设计的基础上，进行选择法的QPSK调制，具有结构简单、易于实现的优点。为了进行系统的实验验证，本文最后设计了下载配置电路、时钟模块电路、电源模块电路以及D/A、A/D转换电路，搭建了系统实验所需的硬件平台，并用硬件平台对时钟频率、编码模块、扩频摸块和QPSK模块进行了实验。经对实验结果进行分析表明，各个模块的误差都在2%以内，误码率为2.29×10-6，能够满足系统的设计要求。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-17
  1.1 课题的研究背景、目的和意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-15
    1.2.1 装定技术的国内外研究现状和发展动态  10-14
    1.2.2 扩频通信技术的国内外研究现状和发展动态  14-15
  1.3 本论文的研究内容和结构安排  15-17
2 射频装定系统编解码模块的总体设计  17-34
  2.1 射频装定系统编解码模块的总体设计  17-20
    2.1.1 射频装定系统编解码模块的总体方案  17-19
    2.1.2 射频装定系统编解码模块的参数和技术指标  19-20
  2.2 射频装定系统编解码模块的工作原理  20-33
    2.2.1 射频装定系统编解码模块的基本结构  20
    2.2.2 射频装定系统编解码模块的差错控制原理  20-25
    2.2.3 射频装定系统编解码模块的抗干扰原理  25-33
  2.3 本章小结  33-34
3 射频装定系统编解码模块的 FPGA 设计与仿真  34-64
  3.1 射频装定系统编解码模块的设计流程  34-36
  3.2 时钟信号发生器模块的 FPGA 设计与仿真  36-37
  3.3 差错控制编解码模块的 FPGA 设计与仿真  37-40
    3.3.1 差错控制编码模块的 FPGA 设计与仿真  37-38
    3.3.2 差错控制解码模块的 FPGA 设计与仿真  38-39
    3.3.3 差错控制编解码模块的优缺点分析  39-40
  3.4 伪随机码发生器模块的 FPGA 设计与仿真  40-44
  3.5 扩频调制模块的 FPGA 设计与仿真  44-45
  3.6 扩频解扩模块的 FPGA 设计与仿真  45-52
    3.6.1 扩频解扩模块捕获单元的 FPGA 设计与仿真  45-49
    3.6.2 扩频解扩模块跟踪单元的 FPGA 设计与仿真  49-52
    3.6.3 扩频解扩模块解扩单元的 FPGA 设计与仿真  52
  3.7 正弦信号发生器模块的 FPGA 设计与仿真  52-57
  3.8 QPSK 调制模块的 FPGA 设计与仿真  57-59
  3.9 QPSK 解调模块的 FPGA 设计与仿真  59-63
  3.10 本章小结  63-64
4 系统硬件平台搭建与仿真测试  64-75
  4.1 硬件平台  64-70
    4.1.1 FPGA 芯片选型  64-65
    4.1.2 配置电路设计  65-67
    4.1.3 时钟电路设计  67
    4.1.4 电源电路设计  67-68
    4.1.5 D/A、A/D 转换电路设计  68-70
  4.2 系统性能测试结果及分析  70-74
    4.2.1 时钟信号测试结果及分析  70-71
    4.2.2 差错控制编码测试结果及分析  71-72
    4.2.3 伪随机序列及扩频调制测试结果及分析  72-73
    4.2.4 QPSK 调制测试结果及分析  73
    4.2.5 误码率测试结果及分析  73-74
  4.3 本章小结  74-75
5 总结与展望  75-77
参考文献  77-81
致谢  81-82
攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果  82-83

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 基本电子电路 > 调制技术与调制器、解调技术与解调器 > 编码器
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