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高性能卫星导航手持式终端硬件设计与实现

作　者: 王兴
导　师: 王飞雪
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 卫星导航手持式终端接收机硬件架构频率规划最优量化电平信号完整性电磁兼容
分类号: TN967.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

高性能卫星导航手持式终端是我国北斗卫星导航系统的重要地面设备之一。目前,新一代北斗卫星导航系统正在建设中,为了尽快地推进系统建设,把资源转化为部队的战斗力和国家建设的生产力,发挥出强大的军事和经济效益,迫切需要研制、生产大量功能齐全、技术先进、质量可靠的各种用户终端设备。本文以某国防重点工程型号项目为背景,深入研究了高性能卫星导航手持式应用终端硬件架构设计,论证了接收灵敏度、频率规划、ADC最优量化电平、AGC动态范围等影响手持式终端硬件设计的关键技术,分析了信号完整性及电磁兼容性对接收性能的影响,可用于指导硬件电路设计。论文主要工作如下:(1)在接收机性能、设计复杂度以及实现成本等方面对接收机常用的三种体系结构进行了比对,采用基于导航基带处理专用集成电路(ASIC)和ARM处理器平台的超外差接收机硬件架构,设计高性能、低功耗、小体积的手持式终端。此外,论文还提出了适合手持式终端的电源管理策略。(2)研究了接收灵敏度、频率规划、ADC最优量化电平、AGC动态范围等影响高性能手持式终端硬件设计的关键技术。本文基于接收灵敏度分析得出射频前端所应满足的噪声系数指标;推导了频率规划设计方案,优化数字域过渡带宽到π3以上,提高了终端硬件设计的灵活性。ADC的中频信号输入功率直接影响手持式终端接收灵敏度与接收信号功率范围,本文基于ADC最优量化电平区间分析,提出了ADC最优量化电平计算方法;基于手持式终端接收弱信号及抗干扰需求,设计合理的AGC动态范围。(3)论文基于传输线理论提出适合手持式终端硬件设计的信号完整性及电磁兼容设计方法,在分析信号边沿特性的基础上,得出高速时钟信号最大辐射带宽。采用Hyperlynx软件结合IBIS信号仿真模型给出了信号完整性仿真实例及分析,并针对手持式应用终端设计实现过程中出现的电磁兼容问题,给出基于信号完整性及电磁兼容性的PCB设计一般性原则。(4)设计高性能卫星导航手持式终端的硬件电路并进行实测分析。测试结果表明:手持式应用终端设计满足指标要求。

全文目录

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