辐射计射频干扰时频域检测系统设计及实现

发布时间：2017-10-17 02:04

  本文关键词：辐射计射频干扰时频域检测系统设计及实现

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【摘要】：随着电磁环境的不断恶化,射频干扰已经成为提高微波辐射计探测精度的最大障碍,开展射频干扰检测研究具有重要意义。针对辐射计射频干扰检测需求,本文研究了基于时频域的射频干扰检测算法,设计并实现了辐射计射频干扰时频域检测系统,并对系统进行了实验验证。首先,本文对辐射计射频干扰时频域检测方法进行了研究。在介绍了峰度检测算法和能量检测算法的基础上,分析了峰度检测在恒虚警下对不同信噪比和占空比射频干扰的检测性能。在阐述了小波包分解在时频域分析中的重要作用后,给出了峰度-小波包和能量-小波包两种基于时频域的射频干扰检测算法,并通过Matlab仿真研究了两种算法对不同信噪比和占空比射频干扰的检测性能。其次,设计了辐射计射频干扰时频域检测系统的硬件。具体包括ADC采集电路、时钟发生器电路、FPGA核心电路、DSP核心电路、串口和以太网通信电路、电源电路、DDR2和NAND FLASH存储电路以及FPGA和DSP通信接口电路,并阐述了硬件电路PCB设计中需要注意的问题。再次,设计了辐射计射频干扰时频域检测系统的软件。具体包括时钟发生器控制模块、ADC控制模块、FIR滤波器、FPGA和DSP的uPP接口模块、以太网和串口通信模块。实现了时频域射频干扰检测算法在DSP中的移植,并进行了实验验证。最后,先对辐射计射频干扰时频域检测系统进行了系统测试,对时钟发生器、ADC芯片、uPP接口、DDR2存储器进行了功能验证。然后对辐射计射频干扰时频域检测系统进行了模拟实验。实验结果表明,时频域射频干扰检测算法可有效实现射频干扰检测,并验证了辐射计射频干扰时频域检测系统的正确性。
【关键词】：辐射计 射频干扰检测 时频域 DSP
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP73
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 课题研究背景和意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-11
• 1.3 本文的主要工作11-13
• 2 辐射计射频干扰时频域检测方法研究13-29
• 2.1 辐射计基本原理13
• 2.2 峰度检测算法研究13-19
• 2.2.1 基本数学概念13-15
• 2.2.2 峰度检测信号建模15-16
• 2.2.3 峰度检测算法理论16-19
• 2.3 能量检测算法研究19-20
• 2.4 时频域射频干扰检测算法研究20-28
• 2.4.1 小波包变换20-22
• 2.4.2 峰度检测门限22-24
• 2.4.3 峰度-小波包和能量-小波包检测算法24-28
• 2.5 本章小结28-29
• 3 辐射计射频干扰时频域检测系统硬件设计29-51
• 3.1 硬件总体方案设计29-30
• 3.2 FPGA模块硬件电路设计30-38
• 3.2.1 ADC采集模块电路设计30-32
• 3.2.2 时钟发生器模块电路设计32-33
• 3.2.3 FPGA核心电路设计33-35
• 3.2.4 电源模块电路设计35-38
• 3.3 DSP模块硬件电路设计38-47
• 3.3.1 DSP核心电路设计38-40
• 3.3.2 通信模块电路设计40-42
• 3.3.3 电源模块设计42-43
• 3.3.4 复位电路设计43-44
• 3.3.5 存储器模块及BOOT模式设计44-47
• 3.4 FPGA与DSP通信模块设计47-48
• 3.5 硬件电路PCB设计48-50
• 3.5.1 PCB叠层设计49
• 3.5.2 PCB设计中的信号完整性49-50
• 3.6 本章小结50-51
• 4 辐射计射频干扰时频域检测系统软件设计51-64
• 4.1 FPGA软件设计51-56
• 4.1.1 CDCE62005控制模块51-53
• 4.1.2 ADS6128控制模块53-54
• 4.1.3 FIR滤波器模块54-56
• 4.2 uPP接口控制设计56-57
• 4.3 DSP的软件设计57-60
• 4.3.1 DSP软件流程57-58
• 4.3.2 uPP接口软件设计58-59
• 4.3.3 以太网和串口软件设计59-60
• 4.4 射频干扰时频域检测算法的DSP实现60-63
• 4.5 本章小结63-64
• 5 辐射计射频干扰时频域检测系统验证64-72
• 5.1 辐射计射频干扰时频域检测系统测试64-67
• 5.1.1 时钟发生器测试64
• 5.1.2 ADC测试64-65
• 5.1.3 uPP接口测试65-66
• 5.1.4 DDR2存储器测试66-67
• 5.2 辐射计射频干扰时频域检测系统模拟实验67-71
• 5.2.1 测试信号的产生67-68
• 5.2.2 实验环境及参数68-69
• 5.2.3 实验结果69-71
• 5.3 本章小结71-72
• 6 总结与展望72-74
• 6.1 总结72
• 6.2 展望72-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-79
• 附录A79-81
• 附录B81

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本文编号：1046149