北斗B1频点中频信号仿真系统设计

北斗卫星导航系统是我国自主研发的全球卫星导航系统,属全球四大卫星导航系统之一,开展对北斗信号调制体制及北斗信号的研究具有重大意义。由于北斗卫星导航系统目前处于建设阶段,无法满足全球导航的实际应用需求,且基带信号处理中需要的动态航迹及弱信号环境下卫星中频信号不易获取。为解决此问题,通过对北斗B1频点信号体制及实现方式进行研究,对中频信号进行建模,进而对北斗B1频点中频信号仿真系统进行设计实现。仿真系统可完成基于设定卫星、航迹、载噪比、仿真时间的中频信号仿真并保存,为北斗基带信号处理提供可重复使用的中频数据。     

基于SuperV的DRM基带信道编码调制器设计

介绍了基于SuperV微处理器芯片的DRM(Digital Radio Mondiale)发射机数字基带部分的设计和实现。该系统包括信道编码器和调制器,它的内部功能和外部特性完全符合ETSI ES201980和相关标准。基带信道编码调制器通过PCI接口输入DRM源编码信号,并通过AES接口输出调制信号,其软件采用模块化设计,可以根据用户需求灵活配置。同现有的发射机基带处理模块相比,具有成本低,易于调试、可灵活配置等特点。     

TDOA高精度短波定位系统研究与设计

为了解决现有短波无线电监测定位系统中存在接收机系统复杂、定位精度不高的问题,设计了一种基于TDOA高精度短波定位系统;该系统采用软件无线电设计架构,射频前端采用直接带通采样,通过FPGA和CPU进行基带IQ数据提取和传输,采用TDOA和粒子算法对位置干扰源进行估计和定位;并且采用了GPS和PLL相结合时钟方案,以及VPN的数据传输通道;给出了短波定位系统的框图,分析了系统子模块和工作原理;采用该系统对已知的短波信号进行定位,实验结果证明优于传统的定位手段;说明该系统具有使用方便、布站灵活和定位精度高的特点。     

同步辐射装置主信号源的扩展方法研究

主信号源是同步辐射装置的关键组成部分之一,它不仅用于产生同步辐射光源各子系统所需的稳定度极高的参考信号,还用于生成整个装置的控制系统所需的高精度工作时钟。一般使用射频信号源作为主信号源,而商业射频信号源一般只配备单输出通道,远远不能满足同步辐射装置的需要,使用传统功分器对主信号通道进行扩展又存在幅度衰减、精度下降且相位不一致的问题。为解决上述问题,利用射频芯片AD9361,研究了对主信号源的单路输出进行扩展的方法。该方法可根据用户需求完成相应数量的信号通道扩展,设计了AD9361芯片和FPGA主控模块相结合的硬件架构。搭建实验平台,开展了射频信号源在C波段扩展的实验研究,对所提出的扩展方法进行实验验证。实验结果表明,该方法能保证扩展信号的幅度、频率与相位与主信号保持高度一致。     

基于FPGA+COM Express的基带数字信号处理平台设计

针对卫星信号分离系统运算量大,实时性要求高的特点,设计了一种基于FPGA+COM Express的基带数字处理平台。通过对系统需求的分析,构建系统的硬件架构,将系统分为运算模块、网络接口模块、 A/D电路、D/A电路、电源变换电路和时钟管理电路等部分,然后根据各部分的具体需求确定主要芯片的选择和电路的具体设计。根据系统特点,将系统运算分为两类,将数据运算量大,实时性要求高但结构简单的部分用FPGA实现,将数据量少但控制结构复杂、实时性要求低的部分用COM Express实现。经测试,该平台能够满足卫星信号分离系统的运算需求和实时性要求。该方案可作为通用数字基带处理平台,能够灵活实现常用的基带数字信号处理系统所需的信号采集、运算、控制和输出,具有设计灵活多样,开发简单易行,研发周期短等优点。     

8通道示波测试技术及其在高射速火炮研发中的应用

针对目前火炮研发中示波测试技术单台设备通道数少,共用多台设备测试时基不同步、数据不兼容及显示有延时等问题,提出一种DLM型8通道示波测试方法及设备;该示波器采用8通道代替传统4通道,解决了多信号的同步触发、时序延迟、分析展现等难题;从高速捕获到长时间记录,实现了多信号灵活可靠的采集;功能强大、指标先进,具有较高的性价比;多次试验验证表明,应用DLM型8通道示波测试技术,能够解决高射速火炮研发中的多通道、高速捕获、长时间记录及多信号显示等测试难题。     

一种基于滑动DFT的机载ILS信号检测方法的研究

仪表着陆系统是国际民航组织确定的标准着陆系统.针对目前机载ILS接收设备对基带信号的处理使用模拟电路,精确度低,处理不灵活、数据无法实时共享等问题,设计以DSP处理器为核心的数字ILS基带信号处理、发生系统.对实时性极强的滑动DFT算法进行分析与实现,以DDS芯片为基础,自行设计高精度ILS测试信号源.实验证明滑动DFT算法提高了ILS机载设备的精确度,并且具有很好的实时性,同时也验证了测试信号源的高精确度.     

北斗多模卫星导航在电力系统中同步授时研究

通过对在电力系统中应用北斗卫星导航系统进行定位、授时等的迫切性和可行性进行分析;提出了采用大规模集成电路和模块化设计,以高速芯片进行控制的北斗多模授时设备。射频通道全部采用芯片搭建,通过选型,选用了MAXIM公司的MAX2769ETI＋芯片作为射频芯片。数字基带处理主要在大容量的FPGA平台上完成。定位解算处理功能在DSP平台上完成。守时电路在单片机和FPGA上实现对晶振的驯服从而输出同步时间信息。最后,通过实验室测试得出该设备能够达到较高的授时精度。     

北斗多模卫星导航在电力系统中同步授时研究

通过对在电力系统中应用北斗卫星导航系统进行定位、授时等的迫切性和可行性进行分析;提出了采用大规模集成电路和模块化设计,以高速芯片进行控制的北斗多模授时设备。射频通道全部采用芯片搭建,通过选型,选用了MAXIM公司的MAX2769ETI+芯片作为射频芯片。数字基带处理主要在大容量的FPGA平台上完成。定位解算处理功能在DSP平台上完成。守时电路在单片机和FPGA上实现对晶振的驯服从而输出同步时间信息。最后,通过实验室测试得出该设备能够达到较高的授时精度。     

嵌入式认知无线电实验平台设计与实现

为了能更好地研究和验证认知无线电相关技术和算法,本文提出一种嵌入式认知无线电实验平台的设计方案。该实验平台采用ARM+FPGA的双处理器结构,主要分为射频、基带处理和嵌入式控制3大部分。ARM作为主处理器,运行嵌入式Linux操作系统,负责整个通信系统的工作控制以及人机交互的工作;FPGA作为数据处理核心,主要负责对基带信号的处理、算法实现以及射频模块的配置工作。系统采用液晶触摸界面,使用灵活方便,可在脱离PC机的情况下工作,为认知无线电技术的研究工作提供了好的硬件平台。     

Simplified ultra-tightly coupled BDS/INS integrated navigation system

Due to advantages such as low cost, small size, low weight, low power consumption, powerful capability of anti-jamming, and high dynamics, ultra-tightly coupled GNSS/MIMU integrated navigation systems are extensively used in projectile and precision-guided munitions. To overcome the nonlinearity of baseband signal processing and the complexity of the navigation filter, in this paper, we design a novel architecture for the ultra-tightly coupled (UTC) Beidou navigation satellite system (BDS)/INS integration based on the BDS B3 signal, including the combination of code phase and carrier phase dynamics baseband prefilter model, and the navigation filter navigation error propagation and measurement models. To eliminate the clock state components, i.e., the receiver clock offset and clock drift, the pseudorange, delta pseudorange, and delta pseudorange rate residuals obtained from baseband signal prefilters are differenced between two satellites. Based on the BDS/INS simulator, a test system for the UTC BDS/INS integrated navigation system is developed and UTC performance is evaluated. Some preliminary conclusions are formed about the effectiveness of the UTC BDS/INS integration approach.     

基于CPCI总线的航天器通信信号设备故障检测系统设计

针对当前航天器通信信号设备故障检测系统受到噪声影响,导致系统通信设备故障信号检测精准度低,检测时间长的问题,设计基于CPCI总线的航天器通信信号设备故障检测系统;CPCI故障模拟模块利用RS232串行线控制注入机,采用故障注入器执行故障注入CPCI总线,接收控制系统参数和指令,使用时钟分配芯片传输时钟信号,通过CPCI检测板卡模块,配合FPGA实现接口控制,完成系统硬件结构设计,利用任务间相互依赖关系,实现任务间相互检测,通过终端网工作站定期发送多路通信网相关信息,返回无疵点检测结果,采用二次相关算法,提取多通道通信故障信号详细信息,准确估算通信信号时延,排除多通道网络噪声影响造成的通信故障,完成系统软件部分设计;实验结果表明,基于CPCI总线的故障检测系统的故障信号检测时间仅为1.8 s,故障信号幅度最大为28 dB,最小为1 dB,与实际变化幅度一致,通信设备故障信号检测精准度较高,能够有效缩短通信设备故障信号检测时间。     

基于COTS SoC的星载微型GNSS接收机硬件设计

卫星平台的小型化使小卫星、纳卫星及皮卫星等微小卫星成为研究热点。针对微小卫星对星载导航接收机小型化、低功耗、低成本等要求,提出一种基于COTS (Commercial off-the-shelf)组件和SoC技术构建星载微型导航接收机的硬件设计方法。该设计包括射频模块,基带处理模块、时钟模块和电源管理模块。实测表明,该导航接收机原理样机重约45g,尺寸100mm×60mm,功耗约3W,兼容处理GPS L1/L2、BD2 B1/B2信号,可完成双模、双频、双模双频等多种模式的配置,符合微小卫星对导航接收机提出的技术要求,为微小卫星等空间飞行器的卫星导航提供了新的思路。     

动车组总配电盘试验检测技术研究

为保证动车组直流系统的调试安全和效率，需要设计一款电流检测保护装置，对配电盘线路上采集的电流信号进行定量分析，完成对配电盘短路、过载保护，实现数据的存储、传输等功能。论文针对动车组配电盘多通道、连续性的特点，完成了系统总体架构设计，在硬件电路上完成了IIC总线扩展设计和IIC总线I/O扩展设计，增加了采样通道数量，解决了多通道大数据量传输速率不足的问题；完成了双向电流信号检测和保护研究；完成了显示界面设计，并且对试验数据进行了分析研究，论文的现场实验为总配电盘试验检测做了初步的探索并提供了有益的参考。     

采用JFM7201的北斗基带数字接收通道设计

北斗卫星导航定位系统是我国自行研制的,它采用直接序列扩频技术,只有当扩频码完全同步之后才能解调出信息码。因此,对于扩频码的捕获和跟踪就成为一个非常重要的环节,基带信号处理就可实现这样的功能。JFM7201芯片是一款基带信号处理芯片,与相关的处理器配合,可以实现信号的捕获、跟踪、解调以及输出位置、速度和时间的相关信息,是北斗接收机一种比较好的实现方式。     

双三轴仿真转台同步控制系统研究

双三轴仿真转台的同步控制和动态特性指标关系到导航与制导系统的优劣。针对双转台之间的时钟同步问题,提出基于IEEE1588时钟同步协议和光纤反射内存网的时钟同步方法,通过时间服务器接收GPS或北斗时钟时间信号输出1 ms方波,进一步通过光纤反射内存网络进行时钟脉冲分发实现不同系统之间的时钟同步。针对原本双转台动态同步控制需要手动精调同步参数且容易出现超调现象的不足,提出一种基于参考模型自适应的同步控制方法,以其中一台性能较好的转台作为参考模型,另一台性能较差的转台通过自适应算法进行跟踪控制,从而实现双转台之间的同步控制。通过仿真验证和实验验证,证明该算法稳定可靠,易于实现,可以有效地提高双转台之间的动态同步特性。     

基于开关矩阵的卫星通信测控站多路频谱监测系统设计

针对目前人工监测方法受到干扰信号影响而导致监测精准度低的问题,提出了基于开关矩阵的卫星通信测控站多路频谱监测系统设计。设计监测系统总体结构,通过接入基带上行中频信号,获取遥控信号频谱,采用USB接口将计算机与频谱分析仪连接,实现频谱分析器下的四个下行载波信号分时显示,利用串行EEPROM器件,内集成总线为双线串行进行数据传输,选用MAX3232芯片进行电平转换,运用视窗2000作为载体,实现PC机与频谱仪之间交互,分析发射信号、传输信号延时时间和其对应的时间差,利用开关矩阵控制干扰信号,设计基于开关矩阵的多路频谱监测系统软件流程,实现多路频谱监测控制。实验结果表明,该系统监测信号强度与实际值偏差较小,监测精准度较高,能够实现卫星通信信号高效监测。     

基于FPGA的多通道信号源设计与实现

由于对信号源的质量、灵活性和频率等的要求越来越苛刻,为了满足此需求,设计实现了以FPGA为控制核心,高速D/A芯片AD9739作为数模转换器（DAC）的高质量信号发生器。时钟电路采取外部时钟输入和内部频综输入这两种输入方式,保证了信号源质量、灵活性和可靠性。实现了频率范围为DC-1.25 GHz的宽带信号源设计。利用Chipscope进行调试,连接频谱仪观察现象,测试结果表明该信号源具有精度高、灵活性强、频率响应速度快和杂散少等优点,并在实际工程中取得优异的效果。本设计在实际工程中有很高的应用价值。