微波着陆系统（MLS）接收机的数字信号处理

论文摘要

在民用航空飞速发展的今天,民用航空运输已经成为全球主要的和重要的运输手段之一,飞机如何安全着陆是飞机飞行过程中面临的最重要的问题之一。本文就是针对如何为飞机提供在其着陆过程中所需的各种精确的角引导信息来展开研究的。首先对飞机着陆系统的发展、飞机着陆的基本过程和微波着陆系统（MLS）的工作原理分别进行了简单介绍。其次,针对接收机接收到的时差信号中存在奇异值的情况进行了分析,提出了相应的滤波算法,以保证提供给飞机所需的精确的角引导信息。接着研究了旋转高斯-让德位置重构算法（RGS-RPA）,并给出了该算法的性能仿真及其在MLS系统坐标变换中的应用。之后提出了用双线性Z变换法来设计MLS角误差数字滤波器,并给出了相应的仿真图证明了其可行性。同时还介绍了MLS系统台址识别码的解算方法。在此基础上本文接着介绍了以DSP为核心来进行信号后处理的MLS系统的硬件实现,包括MLS信号处理模块硬件结构及其软件实现流程。同时也介绍了MLS信号处理模块内部正常通信及其和MLS中央处理机之间正常通信的接口设计问题。最后给出了MLS系统的性能指标、测试结果及其硬件实物图。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 论文的研究背景和意义
• 1.2 飞机着陆系统的分类
• 1.3 飞机着陆系统的概述
• 1.3.1 飞机着陆系统的发展
• 1.3.2 飞机自动着陆系统的组成
• 1.3.3 飞机着陆的基本过程
• 1.4 论文研究的内容
• 第二章 微波着陆系统的工作原理
• 2.1 微波着陆系统（MLS）概述
• 2.1.1 微波着陆系统（MLS）的发展历史
• 2.1.2 时基扫描波束微波着陆系统（TRSB MLS）
• 2.2 微波着陆系统（MLS）结构及特点
• 2.2.1 微波着陆系统的工作覆盖区
• 2.2.2 微波着陆系统结构
• 2.2.3 微波着陆系统技术特点
• 2.3 微波着陆系统（MLS）信号格式
• 2.3.1 MLS 信号格式
• 2.3.2 MLS 台址识别码格式
• 2.3.3 MLS 数据字格式
• 2.4 微波着陆系统（MLS）基本术语简介
• 2.5 本章小结
• 第三章 微波着陆系统信号后处理的关键技术
• 3.1 MLS 角引导信息的解算
• 3.2 微波着陆系统（MLS）坐标变换
• 3.2.1 MLS 坐标变换的几何关系和测量方程
• 3.2.2 旋转高斯-让德位置重构算法（RGS-RPA）
• 3.2.3 RGS-RPA 性能仿真
• 3.3 微波着陆系统（MLS）角误差数字滤波器的设计计算
• 3.3.1 MLS 精度测试标准综述
• 3.3.2 MLS 角误差频谱成分分析
• 3.3.3 MLS 角误差滤波器的系统函数及其特性分析
• 3.3.4 MLS 角误差数字滤波器的设计与性能仿真
• 3.4 微波着陆系统（MLS）台址识别码的解算
• 3.5 小结
• 第四章 微波着陆系统接收机的硬件实现
• 4.1 MLS 信号处理模块硬件结构
• 4.2 DSP 与FPGA 的接口设计
• 4.2.1 DSP 的外部存储器接口（EMIF）介绍
• 4.2.2 DSP 与FPGA 异步接口设计
• 4.3 DSP 与MLS 中央处理器的接口设计
• 4.3.1 通用异步收发（UART）器件简介
• 4.3.2 MLS 信号处理模块和中央处理机接口设计
• 4.4 MLS 信号处理模块软件设计
• 4.4.1 初始化模块
• 4.4.2 主循环模块
• 4.4.3 标准中断模块
• 4.5 小结
• 第五章 微波着陆系统接收机的性能测试
• 5.1 MLS 系统性能指标
• 5.2 MLS 系统性能测试结果
• 5.3 MLS 信号处理板实物图
• 5.4 小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果