基于PXIe总线的某应答机遥测数据收发系统研制

发布时间：2020-07-16 22:09

【摘要】：现代导弹、火箭、飞机等飞行器内部包含多个子系统,而其上的应答机设备负责完成飞行器与地面测控站之间的无线遥测数据传输工作,是飞行器的重要组成部分,因此在飞行器发射前对应答机遥测数据收发功能进行全面测试具有重要意义。然而,各型号应答机通信协议不同,且应答机与地面测控站之间传送的数据量与数据速率也在不断提升,因此,对应答机测试系统的功能和实时性提出了越来越高的要求。传统测试仪器设备由于灵活性差、通用性弱等缺点,已经无法满足对各个型号应答机的全面性覆盖测试。综上,本课题以模块化射频仪器为硬件平台,基于PXIe总线构建一个灵活性好、通用性强,集成度高的应答机遥测数据收发通信系统,完成与某型号应答机上下行数据模拟与测试,为应答机的综合性测试提供更良好的环境。根据应答机遥测数据收发功能和协议要求,本文提出基于PXIe总线的遥测数据收发系统总体方案,利用矢量信号发生器配合FPGA协处理器完成遥测数据的产生,利用矢量信号分析仪完成遥测数据实时解调,同时辅以LabVIEW作为系统软件开发平台。在信号发送端,采用直接数字频率合成技术在FPGA中完成信号的生成,并使用矢量信号发生器实现了信号的发送。在信号接收端,本课题研究了并行数字下变频的原理及实现方法,完成了并行数字混频、多相抽取滤波两个关键模块的设计,并利用Vivado进行多相结构数字下变频模块的FPGA设计与仿真验证。除数字下变频外,本课题在接收端还研究了基于Gardner定时误差检测的符号同步技术,提出了基于包络检波法和Gardner符号同步技术的2FSK信号实时解调方法,并在FPGA中实现,完成了遥测数据的解调。最后,本课题在上位机中利用巴克码峰值检测完成接收数据的帧同步并显示组帧结果,开发了各个模块化仪器的控制程序,并且实现了接收信号的波形频谱显示以及数据的实时存储流盘等功能。本文最后通过与应答机进行实际通信,验证了系统收发两端的信号处理功能,完成了系统的实际测试。测试结果表明,本系统能够可靠有效地完成遥测数据的收发任务。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP336;TJ7;V243.5
【图文】：

图 2-3 PXI 机箱 PXIe-1085 示意图NI PXIe-1085 的主要技术指标如下：（1） 包含 16 个混合插槽、1 个系统定时插槽以及 1 个嵌入式控制器插（2） 板载时钟类型为 VCXO，最大系统带宽高达 24GB/s；

PXI嵌入式控制器PXIe-8135示意图

图 2-5 NI PXIe-5673E 射频矢量信号发生器主要性能指标和具体参数如表 2-7 所示。对比 2.1.1 可知，5673E 的信号输出频率、信号输出功率、信号对下行链路的硬件性能要求。除此之外，矢量信号

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本文编号：2758577