战场复杂电磁环境模拟系统的研究

论文摘要

战场电磁环境模拟系统作为一项全新的科研课题,在国防建设中有极大的需求和广阔的应用前景。它不但可以为通信对抗实验提供逼真的战场电磁环境,也可以为民用通信产品的开发、研制和测试提供一个与其实际工作环境相似的信号场景,以便对其系统性能和技术指标进行评估。由于涉及复杂的信号处理和硬件设计技术,该系统的研制目前在国内外都是一个具有挑战性的课题。本课题的研究是围绕现代战场复杂电磁环境中的动态背景信号,基于“软件无线电”的思想进行设计与实现的。论文首先论述了课题的研究背景及国内外通信背景信号模拟器的发展现状,介绍并分析了国外研制的几种通信背景信号模拟器的性能。在此基础上,论文介绍了系统的设计思想,给出了设计方案。包括对通信干扰样式和干扰调制信号的分析,对本系统的干扰样式和干扰信号调制方式的确定;接着给出了系统的主要功能和战技术指标,确定了系统组成,设计了系统原理框图。该方案综合了软件和硬件功能,主要是以DSP作为处理器,使用DDS技术产生多种波形信号,用语音信号处理器设计语音背景信号。由ISP技术实现输入输出等外围接口,完成对各种背景信号的控制、多串行口的扩展、键盘接口扩展以及液晶显示接口扩展等功能。论文阐述了用DDS产生波形信号的方法,在分析频率合成技术的原理、结构和优缺点的基础上,总结了DDS技术的特点。在分析比较多种主流DDS芯片后,提出了基于AD9913的多种波形信号的工作方案。对DDS的杂散现象进行分析,并提出一种有效的DDS杂散消除方法,并对系统杂散噪声进行处理。然后,论文介绍了语音背景产生模块的设计方法,给出了基于语音信号处理器的设计方案,重点叙述了语音背景模块的硬件电路设计。接着,论文介绍了系统逻辑控制功能的设计。采用在系统可编程技术完成系统的逻辑控制功能,叙述了本系统的基本原理、器件结构及设计流程。论文还着重叙述了DSP控制系统的设计。根据系统设计的要求,选用了TMS320C5409作为系统的控制芯片,介绍了TMS320C5409处理器的特点,性能及功能框图。在此基础上设计了控制系统的硬件电路,给出了控制系统与接口电路的设计方案。最后,总结了系统的调试工作,特别是对音频CODEC接口的调试。并提出了系统的改进方法。

论文目录

• 目录
• CONTENTS
• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外发展现状及主要性能分析
• 1.3 本课题研究的意义及主要内容
• 第二章 系统方案确立
• 2.1 设计思想
• 2.1.1 基于“软件无线电”的设想
• 2.1.2 软件无线电的主要优势
• 2.2 干扰样式选择
• 2.2.1 瞄准式干扰
• 2.2.2 阻塞式干扰
• 2.3 干扰调制信号的选择
• 2.3.1 三种干扰信号的分析
• 2.3.2 调频干扰方式分析
• 2.4 系统的主要功能及战技术指标
• 2.4.1 系统的主要功能
• 2.4.2 系统的主要战技术指标
• 2.5 系统组成及原理方框图
• 2.5.1 系统组成
• 2.5.2 系统方框图
• 第三章 波形信号设计
• 3.1 信号源的产生方法
• 3.2 频率合成技术的发展
• 3.2.1 直接数字频率合成技术（DDS）的发展和现状
• 3.2.2 DDS的基本原理
• 3.2.3 DDS的结构
• 3.2.4 DDS的特点
• 3.3 波形信号模块的硬件设计
• 3.3.1 波形信号产生方案、
• 3.3.2 DDS芯片的选择
• 3.3.3 DDS芯片AD9913简介
• 3.3.4 方案的可行性论证
• 3.3.5 DDS的杂散分析及杂散消除方法
• 3.3.6 系统的杂散噪声处理
• 第四章 语音背景模块设计
• 4.1 音频处理器芯片选择
• 4.2 语音背景模块的硬件设计
• 4.2.1 TLV320AC36的工作时序图
• 4.2.2 TLV320AC36的电路设计
• 第五章 系统逻辑控制功能设计
• 5.1 ISP在系统可编程技术
• 5.1.1 ISP技术概述
• 5.1.2 ISP在系统可编程基本原理
• 5.1.3 ispMACH 4000芯片简介
• 5.1.4 ISPLEVER软件设计流程
• 5.2 系统逻辑功能控制
• 5.2.1 系统逻辑控制功能设计
• 5.2.2 时序仿真
• 第六章 DSP控制系统设计
• 6.1 DSP概述
• 6.1.1 DSP系统构成
• 6.1.2 DSP系统特点及设计过程
• 6.1.3 DSP的选择
• 6.2 硬件电路设计
• 6.2.1 TMS320C5409DSP处理器介绍
• 6.2.2 控制与接口电路设计
• 6.2.3 DDS与DSP的数据传送方式
• 第七章 调试、实验结果及结论
• 7.1 常规检查
• 7.2 音频Codec的接口调试
• 7.3 系统实验结果
• 7.4 结论
• 第八章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者攻读硕士学位期间发表的论文
• 学位论文评阅及答辩情况表