幅相一致性测试系统配置与数据分析技术研究

发布时间：2017-07-04 19:18

  本文关键词：幅相一致性测试系统配置与数据分析技术研究

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【摘要】：卫星多波束天线的设计已成为提高卫星通信性能、降低系统成本的一项关键性技术。随着数字信号处理技术的发展,数字波束形成已成为阵列天线技术领域的重要组成部分。基于波束形成技术,我们研究的多波束形成系统的幅相分布测试系统和多通道幅相一致性测试系统的硬件部分已基本成形,为实现上述两测试系统真正投入使用,我们需要对系统的人机交互功能进行研究。本文针对人机交互的功能和要求,从系统配置和数据分析两个方面展开讨论。本文从以下几个方面完成了多波束形成系统幅相分布测试和多通道幅相一致性测试技术的系统配置功能和数据分析的研究。首先,通过制定与FPGA与软件的通信协议,实现用户配置信息和系统测试信息准确高效的传递。其次,通过迫零均衡算法、迭代等数据分析方法,对系统配置数据和系统测试结果进行处理,消除信号干扰、频率偏移和系统自身造成的测量误差,保证测试结果中相对幅度0.1dB、相对相位1°的测量精度指标。设计并完成人机交互软件平台,保证用户可以通过简单的控件操作完成测试系统的全部测试功能,并保证测试数据的合理显示。此外分析信噪比对多波束幅相测试准确度的影响,通过理论分析在正交码和非正交码情况下信噪比对幅相测试准确度的影响,并通过仿真来验证结论。
【关键词】：数字波束形成 幅相测试 通信协议 人机交互
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN828.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 幅相测试的背景和意义11-14
• 1.2 多波束形成系统幅相分布测试的研究现状14-17
• 1.3 论文的主要内容和工作安排17-18
• 第2章 多波束幅相分布和幅相一致性测试概述18-27
• 2.1 多波束幅相分布测试的系统概述18-23
• 2.2 多通道幅相一致性测试的系统概述23-24
• 2.3 多波束幅相分布测试的人机交互功能需求24-26
• 2.4 多通道幅相一致性测试的人机交互功能需求26
• 2.5 本章小结26-27
• 第3章 多波束幅相分布测试和幅相一致性测试的数据分析和处理27-38
• 3.1 迫零均衡27-29
• 3.2 上行帧组数据计算29-33
• 3.2.1 多波束幅相分布测试29-30
• 3.2.2 幅相一致性测试30-33
• 3.3 下行帧组数据计算33-35
• 3.3.1 多波束幅相特性测试33-35
• 3.3.2 幅相一致性测试35
• 3.4 频偏的计算35-36
• 3.5 校准与补偿36-37
• 3.5.1 在线实时校准36
• 3.5.2 离线双音校准36-37
• 3.6 本章小结37-38
• 第4章 FPGA与上位机通信机制38-53
• 4.1 多通道幅相测试系统结构38-40
• 4.2 串口通信及其参数设置40-44
• 4.3 多波束幅相分布测试的链路通信协议44-50
• 4.3.1 下行幅相配制协议44-46
• 4.3.2 下行状态命令协议46-47
• 4.3.3 下行衰减配制协议47
• 4.3.4 上行幅相测试协议47-48
• 4.3.5 下行频偏测试协议48-50
• 4.4 多通道幅相一致性测试的链路通信协议50-52
• 4.4.1 下行配置协议50
• 4.4.2 上行捕获协议50-51
• 4.4.3 上行跟踪测试协议51-52
• 4.5 本章小结52-53
• 第5章 多波束幅相分布和幅相一致性测试人机交互功能的实现53-70
• 5.1 多波束幅相分布测试的人机交互界面53-60
• 5.1.1 人机交互软件结构53-54
• 5.1.2 软件界面及功能54-60
• 5.2 多通道幅相一致性测试的人机交互界面60-67
• 5.2.1 软件程序结构60-62
• 5.2.2 软件界面及功能62-67
• 5.3 长稳测试67-69
• 5.4 本章小结69-70
• 第6章 信噪比对测试精度的影响70-77
• 6.1 信噪比对测试精度影响的理论分析70-74
• 6.2 信噪比对测试精度影响的仿真74-76
• 6.3 本章小结76-77
• 结论77-79
• 参考文献79-82
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单82-83
• 致谢83

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