高精度数字矢量调制器的研制

发布时间：2017-10-03 21:03

  本文关键词：高精度数字矢量调制器的研制

  更多相关文章： 矢量调制 样机研制 高精度 数字化 自动调试 双极性衰减器

【摘要】：矢量调制器作为干扰抵消器的核心部件,能对信号进行一定幅度的衰减与任意角度的相移调制,使调制后的信号与干扰信号幅度相等相位相反,实现对干扰信号的抵消。主要应用在干扰对消系统中,解决同频阻塞干扰的问题。因为随着系统小型化发展的趋势,发射机与接收机在同一平台下时,往往会因为发射天线与接收天线间的隔离度不满足要求,可能产生严重的干扰情况。在VHF/UHF频段下,国内工程应用的数字矢量调制器基本处于空白状态,本文旨在完成满足工程使用需求的高精度数字矢量调制器样机研制。本文首先介绍了矢量调制器的理论模型与调制过程,从核心元器件和理论模型两方面分析了传统矢量调制器调制精度不高的原因,提出了矢量调制器的高精度的具体方案。论文认为,使用模拟信号对矢量调制器进行控制的方式并不适合工程使用的实际情况,设计并实现了基于FPGA的高精度数字矢量调制器控制系统,来解决传统矢量调制器使用过于复杂的问题。根据提出的高精度矢量调制器设计方案,从结构设计、控制系统设计、硬件电路设计等方面,完成了高精度数字矢量调制器的样机制作。由于高精度数字矢量调制器的使用环境本身就是电磁干扰严重的环境,在结构设计中采用了分腔屏蔽结构设计技术。而在控制系统设计时,结合本文的研究目标,对控制方案和数据格式进行了详细设计,从而根据期望的待调制信号产生的幅度调制量和相位调制量,计算出I、Q各路上双极性衰减器的衰减量。由于衰减器是由电压控制,进而可以得到控制信息与控制电压之间的具体关系,从而在硬件电路设计时,根据得到的关系,完成了控制电压产生电路的设计与控制电路的设计。由于系统中各种误差的存在,各个期望衰减状态下的衰减器控制电压,均必须通过调试才能获得准确的值。为了解决因为调试量大、调试过程复杂导致人工调试周期过长而不能满足工程使用需求的问题,最后基于自动调试系统搭建了自动调试平台,并设计了高效的自动校准算法,完成了高精度数字矢量调制器的调试工作。所研制出的高精度数字矢量调制器样机各指标满足设计目标。
【关键词】：矢量调制 样机研制 高精度 数字化 自动调试 双极性衰减器
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN761
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 绪论14-20
• 1.1 研究背景14-18
• 1.1.1 需求背景14-17
• 1.1.2 国内外发展趋势17-18
• 1.2 本论文的主要工作18-19
• 1.3 本论文的结构安排19-20
• 第二章 高精度数字矢量调制器设计20-31
• 2.1 矢量调制器的工作原理20-22
• 2.1.1 矢量调制器的理论模型20-21
• 2.1.2 矢量调制器的调制过程21-22
• 2.2 传统矢量调制器的问题分析22-24
• 2.2.1 核心元器件的误差分析22-23
• 2.2.2 理论模型的实际误差分析23-24
• 2.3 高精度数字矢量调制器设计24-30
• 2.3.1 矢量调制器的数字化24-26
• 2.3.2 矢量调制器的理论模型优化26-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第三章 高精度数字矢量调制器的具体实现31-58
• 3.1 高精度数字矢量调制器的外型结构设计31-32
• 3.2 控制系统设计32-37
• 3.2.1 控制系统方案设计32-33
• 3.2.2 控制信息的数据格式设计33-34
• 3.2.3 控制信息与各通道上控制电压的关系34-36
• 3.2.4 双极性恒定相位压控可调衰减器控制电压的计算过程36-37
• 3.3 高精度数字矢量调制器的硬件电路设计37-56
• 3.3.2 双极性恒定相位压控可调衰减器的控制电压产生电路计38-49
• 3.3.2.1 DAC电路设计38-42
• 3.3.2.2 运算放大电路设计42-49
• 3.3.3 高精度数字矢量调制器控制电路设计49-56
• 3.3.3.1 FPGA内部电路设计50-53
• 3.3.3.2 外围电路设计53-56
• 3.4 本章小结56-58
• 第四章 高精度数字矢量调制器的调试与自动校准系统58-72
• 4.1 高精度数字矢量调制器的调试原因分析58-60
• 4.2 高精度数字矢量调制器的自动校准系统搭建60-66
• 4.2.1 基于FPGA的专用校准系统设计60-61
• 4.2.2 矢量网络分析仪的自动测试系统设计61-63
• 4.2.3 自动校准软件设计63-66
• 4.3 高精度数字矢量调制器的自动校准算法66-69
• 4.4 高精度数字矢量调制器样机性能69-70
• 4.5 本章小结70-72
• 第五章 结论72-76
• 5.1 研制过程中突破的关键技术72-73
• 5.2 本论文的创新点73-74
• 5.3 高精度数字矢量调制器的应用前景74-76
• 致谢76-77
• 参考文献77-80
• 攻硕期间取得的研究成果80-81

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本文编号：966689