基于射频一体化芯片的测控应答机模拟地面站关键技术研究
发布时间：2022-11-11 22:02
卫星测控地面站配合星上应答机,实现测距及遥控遥测功能。国内外有采用法国的Cortex设备作为地面站设备,它可以从射频输入,直接输出基带数据,解调灵敏度接近理论门限。但是它是针对整个系统进行测试的,不能根据用户不同的需求而随意开发检测模块;我们以往型号任务所采用的另一种模拟地面站系统是基于NI的PXI系统,其地检设备模块多,架构复杂,开发难度大。因此研制一套开发难度小、架构简单,可分模块进行测试的模拟地面站系统对测控应答机的检测有着现实意义。本文介绍了一种新的模拟地面站架构,由“FPGA平台+射频一体化芯片”构成下位机系统,与负责人机界面的PC机协同实现模拟地面站的整体功能。主要研究内容如下:第一、调研了国内外模拟地面站所用设备的情况,分析了各自的优势与不足。第二、依据型号任务提出的模拟地面站技术指标,搭建了硬件架构简单、软件功能丰富的模拟地面站系统,完成了用于检测遥控译码单元的可设置误码的遥控数据包,完成了用于检测USB测控应答机的遥控信号、精准频率的侧音信号、上行扫频信号;下行信号的解调部分在MATLAB平台上进行了主载波跟踪、副载波解调、位同步以及侧音跟踪与比相的simulink仿...
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 引言
1.1 研究背景
1.2 国内外地面站的建设情况
1.2.1 国外地面站的建设情况
1.2.2 国内地面站的建设情况
1.3 国内外模拟地面站研究现状
1.3.1 模拟地面站进口设备的研究现状
1.3.2 国内模拟地面站设备的研究现状
1.4 模拟地面站设备存在的问题和差距分析
1.5 主要研究内容
第2章 系统方案设计
2.1 模拟地面站的主要技术指标
2.1.1 测距信号
2.1.2 扫频信号
2.1.3 遥控信号
2.1.4 遥测信号解调
2.2 分包遥控数据格式
2.2.1 遥控包格式
2.2.2 遥控段格式
2.2.3 遥控传送帧格式
2.2.4 加解扰处理
2.3 模拟地面站系统实现方案
2.3.1 系统组成
2.3.2 软件实现平台选择
2.4 本章小结
第3章 分包遥控数据的生成
3.1 具有一定误码率遥控帧的实现
3.1.1 线性同余法(LCG)
3.1.2 VisualC++中伪随机数生成机制
3.2 帧CRC校验的设计实现
3.3 加扰的原理与设计实现
3.4 本章小结
第4章 上行信号的调制
4.1 测距信号的设计实现
4.1.1 测距信号的原理
4.1.2 测距信号的设计与实现
4.2 遥控信号的原理与设计实现
4.2.1 BPSK调制原理
4.2.2 PM(调相)调制原理
4.2.3 BPSK-PM调制原理
4.2.4 遥控信号的设计与实现
4.3 扫频信号的原理与设计实现
4.4 本章小结
第5章 下行信号的解调
5.1 主载波跟踪
5.2 遥测解调
5.2.1 遥测解调方案设计
5.2.1.1 位同步设计
5.2.1.2 副载波同步设计
5.2.2 遥测解调设计的simulink仿真模型
5.3 侧音跟踪与比相
5.4 本章小结
第6章 系统测试与验证
6.1 生成分包遥控数据的测试与验证
6.2 上行调制信号的测试与验证
6.3 下行信号解调的测试与验证
6.3.1 下行信号仿真源设计
6.3.2 主载波跟踪的测试与验证
6.3.3 遥测解调的测试与验证
6.3.4 侧音跟踪与比相的测试与验证
6.4 本章小结
第7章 总结与展望
参考文献
致谢
作者简历及在学期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]数字基带信号的加扰解扰电路的设计[J]. 张非凡. 科技风. 2017(23)
[2]“太阳风-磁层相互作用全景成像”卫星任务概况[J]. 王赤,李自杰,孙天然,刘子谦,刘佳,吴琼,郑建华,李靖. 国际太空. 2017(08)
[3]浅析C++语言中的随机数的应用[J]. 孙灵杰,赵晓东,方欢. 电脑知识与技术. 2017(08)
[4]基于参数估计的BPSK/PM遥测异常信号识别方法研究[J]. 贾振华,许晓冬,张阁,吴志强,朱晓辉. 航天器工程. 2016(06)
[5]Spartan-6系列FPGA的配置方法研究[J]. 石梅林,赵月琴. 电子科学技术. 2016(05)
[6]基于FPGA的DDS信号发生器的设计与实现[J]. 崔永俊,王晋伟,贾磊,杨兵. 电子器件. 2016(02)
[7]Java环境下各种分布随机数的生成研究与实现[J]. 郑若鹢. 菏泽学院学报. 2015(05)
[8]FPGA器件设计技术发展综述[J]. 徐思燕. 通讯世界. 2015(19)
[9]基于FPGA的CRC校验算法的实现[J]. 张焱,任勇峰,齐蕾,姚宗. 电子器件. 2015(01)
[10]基于Simulink的m序列仿真分析[J]. 刘亚娟. 长江大学学报(自科版). 2014(22)
硕士论文
[1]符合CCSDS标准的遥测采编和遥控译码单元[D]. 王博.中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心) 2017
[2]基于FPGA的扫频信号发生器的设计与实现[D]. 李平.云南大学 2014
[3]基于GSM信号的外辐射源雷达信号处理研究[D]. 李岩松.电子科技大学 2014
[4]正交混频及数字解调的激光测距系统研究[D]. 闫磊.中北大学 2013
[5]卫星测距的关键技术研究与实现[D]. 陈维超.电子科技大学 2013
本文编号：3705824
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 引言
1.1 研究背景
1.2 国内外地面站的建设情况
1.2.1 国外地面站的建设情况
1.2.2 国内地面站的建设情况
1.3 国内外模拟地面站研究现状
1.3.1 模拟地面站进口设备的研究现状
1.3.2 国内模拟地面站设备的研究现状
1.4 模拟地面站设备存在的问题和差距分析
1.5 主要研究内容
第2章 系统方案设计
2.1 模拟地面站的主要技术指标
2.1.1 测距信号
2.1.2 扫频信号
2.1.3 遥控信号
2.1.4 遥测信号解调
2.2 分包遥控数据格式
2.2.1 遥控包格式
2.2.2 遥控段格式
2.2.3 遥控传送帧格式
2.2.4 加解扰处理
2.3 模拟地面站系统实现方案
2.3.1 系统组成
2.3.2 软件实现平台选择
2.4 本章小结
第3章 分包遥控数据的生成
3.1 具有一定误码率遥控帧的实现
3.1.1 线性同余法(LCG)
3.1.2 VisualC++中伪随机数生成机制
3.2 帧CRC校验的设计实现
3.3 加扰的原理与设计实现
3.4 本章小结
第4章 上行信号的调制
4.1 测距信号的设计实现
4.1.1 测距信号的原理
4.1.2 测距信号的设计与实现
4.2 遥控信号的原理与设计实现
4.2.1 BPSK调制原理
4.2.2 PM(调相)调制原理
4.2.3 BPSK-PM调制原理
4.2.4 遥控信号的设计与实现
4.3 扫频信号的原理与设计实现
4.4 本章小结
第5章 下行信号的解调
5.1 主载波跟踪
5.2 遥测解调
5.2.1 遥测解调方案设计
5.2.1.1 位同步设计
5.2.1.2 副载波同步设计
5.2.2 遥测解调设计的simulink仿真模型
5.3 侧音跟踪与比相
5.4 本章小结
第6章 系统测试与验证
6.1 生成分包遥控数据的测试与验证
6.2 上行调制信号的测试与验证
6.3 下行信号解调的测试与验证
6.3.1 下行信号仿真源设计
6.3.2 主载波跟踪的测试与验证
6.3.3 遥测解调的测试与验证
6.3.4 侧音跟踪与比相的测试与验证
6.4 本章小结
第7章 总结与展望
参考文献
致谢
作者简历及在学期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]数字基带信号的加扰解扰电路的设计[J]. 张非凡. 科技风. 2017(23)
[2]“太阳风-磁层相互作用全景成像”卫星任务概况[J]. 王赤,李自杰,孙天然,刘子谦,刘佳,吴琼,郑建华,李靖. 国际太空. 2017(08)
[3]浅析C++语言中的随机数的应用[J]. 孙灵杰,赵晓东,方欢. 电脑知识与技术. 2017(08)
[4]基于参数估计的BPSK/PM遥测异常信号识别方法研究[J]. 贾振华,许晓冬,张阁,吴志强,朱晓辉. 航天器工程. 2016(06)
[5]Spartan-6系列FPGA的配置方法研究[J]. 石梅林,赵月琴. 电子科学技术. 2016(05)
[6]基于FPGA的DDS信号发生器的设计与实现[J]. 崔永俊,王晋伟,贾磊,杨兵. 电子器件. 2016(02)
[7]Java环境下各种分布随机数的生成研究与实现[J]. 郑若鹢. 菏泽学院学报. 2015(05)
[8]FPGA器件设计技术发展综述[J]. 徐思燕. 通讯世界. 2015(19)
[9]基于FPGA的CRC校验算法的实现[J]. 张焱,任勇峰,齐蕾,姚宗. 电子器件. 2015(01)
[10]基于Simulink的m序列仿真分析[J]. 刘亚娟. 长江大学学报(自科版). 2014(22)
硕士论文
[1]符合CCSDS标准的遥测采编和遥控译码单元[D]. 王博.中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心) 2017
[2]基于FPGA的扫频信号发生器的设计与实现[D]. 李平.云南大学 2014
[3]基于GSM信号的外辐射源雷达信号处理研究[D]. 李岩松.电子科技大学 2014
[4]正交混频及数字解调的激光测距系统研究[D]. 闫磊.中北大学 2013
[5]卫星测距的关键技术研究与实现[D]. 陈维超.电子科技大学 2013
本文编号：3705824
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