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宽带大功率信号的研究与实现

作　者: 解建勇
导　师: 李鹏
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 宽带信号直接数字合成相控阵空间功率合成
分类号: TN92
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 21次
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内容摘要

无线通信是目前远距离通信的重要手段。要得到较宽的通频带和较大的通信容量,就需要研究宽带大功率信号的实现问题。产生宽带信号有两种基本方法,即模拟法和数字法。数字法主要有两种,即直接数字合成法和波形存储直读法。从基本原理出发,研究了两种方法各自不同的工作特点,在前人研究的基础上为系统选择了具有实用价值的宽带信号产生方案,并对基于FPGA硬件处理平台实现高速信号设计进行了探讨。相控阵天线具有低轮廓、易共形、跟踪速度快等特点,是通信天线的技术发展趋势。相控阵可以利用“空间功率合成”原理来获得大发射功率。相控阵可采用集中式或分布式的大功率发射机。从空间功率合成基本原理出发,研究了相控阵发射机不同的实现方法,根据各自的优缺点,为系统选择了适当的发射机实现形式。从基础理论的研究出发,设计了宽带信号产生器和相控阵天线阵列,得到了能够对初相、幅度进行精确控制的多载波宽带信号,解决了多路信号同步的问题,在基带实现了对波束的控制,保证了空间功率合成的效率,简化了硬件设备,提高了系统的可靠性,实现了宽带大功率信号的发射。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-11
  1.1 论文的研究背景  7
  1.2 宽带大功率信号产生与发射技术现状  7-8
  1.3 研究的意义  8-9
  1.4 论文内容的安排  9-11
第二章宽带信号的产生  11-19
  2.1 DDS 的基本工作原理  11-14
  2.2 波形存储直读法  14-15
  2.3 直接数字合成法与波形存储直读法的比较  15-16
  2.4 DDS 在FPGA 中的实现  16-19
    2.4.1 FPGA 概述  16
    2.4.2 累加器和寄存器的设计  16
    2.4.3 数据存储器的设计  16-17
    2.4.4 和专用DDS 芯片的比较  17
    2.4.5 XILINX 系列芯片介绍  17-19
第三章大功率信号的发射  19-23
  3.1 空间功率合成技术简介  19
  3.2 高功率发射信号的实现方法  19-23
    3.2.1 集中式大功率发射机  19-21
    3.2.2 分布式大功率发射机  21-23
第四章宽带信号产生器的设计  23-41
  4.1 硬件整体设计方案  23-26
    4.1.1 分机组成  23
    4.1.2 工作原理  23-24
    4.1.3 分机指标论证  24-26
  4.2 信号产生器分机方案设计  26-30
    4.2.1 时钟及同步设计  26-28
    4.2.2 信号产生单元功能及组成  28-29
    4.2.3 时钟单元功能及组成  29
    4.2.4 监控单元功能及组成  29-30
  4.3 信号产生单元方案设计  30-41
    4.3.1 硬件组成  30-33
    4.3.2 方案设计  33-41
第五章相控阵天线阵列设计  41-53
  5.1 系统论证  41-45
    5.1.1 技术体制分析  41
    5.1.2 等效辐射功率  41-42
    5.1.3 天线阵的波束范围分析  42-43
    5.1.4 天线阵的瞬时波束分析  43
    5.1.5 天线阵的波束指向误差分析  43-45
  5.2 系统方案设计  45-51
    5.2.1 方式设计  45-50
    5.2.2 旁瓣抑制功能设计  50-51
  5.3 系统结构设计  51-53
    5.3.1 天线单元设计  51
    5.3.2 天线阵  51-53
第六章结束语  53-55
致谢  55-57
参考文献  57-59
硕士期间研究成果  59-60

宽带大功率信号的研究与实现

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