电波折射修正仪的数据采集电路设计与实现

发布时间：2017-04-14 14:14

  本文关键词：电波折射修正仪的数据采集电路设计与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着科技的进步和现代战争的需要,目标的准确定位和速度的精确测量已经成为高精度雷达系统满足的主要功能。众人皆知,雷达依靠电磁波的反射来探测目标的位置,而无线电波在大气中传播时会受到不均匀介质的影响,进而影响到雷达的测速定位精度。因此,为了提高雷达的测量精度,我们必须对大气环境引起的雷达测量误差进行修正。在电波折射误差修正中,为了满足高精度、实时性要求,采用电波折射修正仪来修正折射误差是当前最好的方法。在电波折射修正仪中,大气参数的获取和雷达测量参数的输入都是其中的关键技术,它们决定了折射误差修正的精度和速度。针对这两种需求,需要对大气参数和雷达测量参数的采集电路进行优化设计,设计出符合这一要求的数据采集电路。为了实现数据的高速、实时采集和处理,根据作为地面大气参数测量设备Lufft WS300-UMB输出数据的特点,在大气参数采集电路设计中首先选择了具有外围配置电路简单、体积小、成本低、性能稳定、可靠性高等优点的嵌入式微处理器单片机作为主控芯片,然后根据高速和高精度的要求对大气参数采集电路进行了总体设计,并分别详细对所要采集的温度、气压和湿度等大气参数进行了各个模块电路设计,最终完成的数据采集处理系统具有易于操作、成本低廉、抗干扰性强等特点。为了对电波折射修正仪进行调试,在没有雷达和实时测量数据的基础上,研制出了雷达测量参数模拟器及数据采集电路。其中雷达参数模拟器可以输出仿真的雷达测量参数供调试电波折射修正仪。雷达参数采集电路类似于大气参数采集电路。最后,通过两种采集电路的研制、实现和优化,证明了研制出来的数据采集处理系统能够确保数据采集的实时性和高精度,满足了电波折射修正仪对高速、高精度的要求,而且该采集电路也可以应用于其它数据采集领域。
【关键词】：电波折射修正仪 Lufft WS300-UMB 嵌入式微处理器 数据采集处理系统
【学位授予单位】：河南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN957.52
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 项目背景与意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 大气折射及其对雷达精度的影响11-13
• 1.2.2 电波折射误差修正国内外情况分析13-14
• 1.2.3 相关数据采集国内外情况分析14-15
• 1.3 研究内容与本文结构安排15-18
• 第二章 电波折射修正仪及其对数据采集系统的要求18-24
• 2.1 电波折射修正仪原理18-22
• 2.1.1 地面气象参数测量20-21
• 2.1.2 雷达测量参数输入21
• 2.1.3 大气剖面关系数据库21-22
• 2.1.4 电波折射修正数据处理22
• 2.2 电波折射修正仪需要采集的数据及要求22-24
• 第三章 地面大气参数测量与采集电路设计24-46
• 3.1 系统总体框架24
• 3.2 电源模块24-26
• 3.3 单片机模块26-33
• 3.3.1 微处理器的选择26-27
• 3.3.2 Cortex-M3处理器27-28
• 3.3.3 STM32系列微控制器28-29
• 3.3.4 STM32F10329-32
• 3.3.5 STM32F103C8单片机模块设计32-33
• 3.4 温压湿传感器模块33-38
• 3.4.1 Lufft WS300-UMB传感器简介33-34
• 3.4.2 测量34-35
• 3.4.3 测量输出35-36
• 3.4.4 连接36-38
• 3.4.5 测量范围/精度38
• 3.5 LCD显示模块38-41
• 3.5.1 SMG12864显示屏模块的概述39
• 3.5.2 SMG12864显示屏模块引脚说明39
• 3.5.3 SMG12864点阵液晶显示屏模块的设计39-41
• 3.6 RS-485接.电路模块41-43
• 3.6.1 MAX485芯片简介41-42
• 3.6.2 RS-485接.电路设计42-43
• 3.7 USB接.通信模块43-46
• 第四章 雷达参数模拟器及数据采集电路设计46-54
• 4.1 系统总体框架46
• 4.2 电源模块46-47
• 4.3 单片机模块47-49
• 4.3.1 单片机的选择47
• 4.3.2 STM8S103F3简介47-49
• 4.3.3 STM8S103F3单片机模块设计49
• 4.4 USB接.通信模块49-53
• 4.4.1 PL2303简介50-52
• 4.4.2 USB接.通信电路设计52-53
• 4.5 传输状态指示模块53-54
• 第五章 测试结果与分析54-60
• 5.1 大气参数采集电路实现54-55
• 5.2 雷达参数模拟器及采集电路实现55
• 5.3 地面大气参数采集结果与分析55-57
• 5.4 雷达参数采集结果与分析57-59
• 5.5 小结59-60
• 第六章 结论与展望60-62
• 参考文献62-66
• 致谢66-67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 张瑜;赤娜;侯佳;师帅涛;;大气折射引起的雷达定位误差模型[J];电光与控制;2009年07期

2 李胜铭;;PL2303HX芯片的USB转串口方法[J];电子制作;2011年03期

3 代成刚;任德均;蒋涛;陈仁金;;基于STM32的远程多数据采集器的设计[J];机电工程技术;2013年05期

4 刘兴;;雷达测量数据的大气传播误差修正[J];指挥信息系统与技术;2010年01期

  本文关键词：电波折射修正仪的数据采集电路设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：306165