无线电测向通信系统在空降兵集结中的应用

论文摘要

空降作战已经成为现代和未来信息化战争的重要作战方式,快速反应是空降兵部队最重要的战斗力,其中快速集结既是快速反应的一部分,又是提高空降部队生存力和战斗力的保障。快速集结必须借助可靠的定位系统和通信系统,目前世界各国空降部队使用的定位设备普遍依靠卫星定位系统,但是卫星定位系统容易受到干扰甚至被摧毁,所以必须选择其它的定位方法来应对未来的战争。本文设计了一种不依靠卫星定位的无线电测向通信系统,系统由一个中心台和若干个测向台组成,中心台用于发射测向的电磁波,测向台用于测出中心台发射电磁波的来波方向,同时测向台和中心台之间还实现了短信息通信的功能。本文介绍了系统的无线电测向原理和通信原理,给出了系统的部分硬件、软件设计。在测向电路的设计上,分析了小尺寸环形天线的方向图,采用了正交放置的小尺寸双环形天线作为测向天线,并选用无线接收芯片MC3362作为两测向接收通道的接收芯片;在通信电路的设计上,采用了测向和通信共用接收天线和接收通道的方案,选用高性能的双锁相环频率合成器MC145162设计出了两个功能不同的锁相环,最后设计了适合系统电池电压和输出功率的高效率射频功率放大器。同时,为了提高测向与通信接收的灵敏度,在无线接收芯片MC3362前设计了一级带增益控制的低噪声小信号放大器。在软件设计上,阐述了测向算法原理,并给出了测向台与中心台的部分程序和流程图。样机经过实际测试,主要技术指标已经达到设计要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 课题来源
• 1.1.2 课题研究的目的和意义
• 1.2 国内外关于空降集结设备的研究状况
• 1.3 本论文的主要研究内容
• 第2章 无线电测向通信系统的原理
• 2.1 系统的基本结构
• 2.2 系统的无线电测向原理
• 2.2.1 天线的方向图
• 2.2.2 幅度比较式测向原理
• 2.3 系统的无线通信调制原理
• 2.3.1 测向台与中心台之间的通信功能
• 2.3.2 锁相环的原理
• 2.3.3 2FSK 调制原理
• 2.4 本章小结
• 第3章 无线电测向通信系统的硬件设计
• 3.1 主要技术指标
• 3.1.1 系统技术指标
• 3.1.2 测向台技术指标
• 3.1.3 中心台技术指标
• 3.2 测向台和中心台的结构框图
• 3.2.1 测向台的结构框图
• 3.2.2 中心台的结构框图
• 3.3 测向台和中心台的天线设计
• 3.4 测向台和中心台的微控制器电路
• 3.5 测向台和中心台的接收电路设计
• 3.5.1 无线接收芯片MC3362 的特性和指标
• 3.5.2 低噪声射频放大器的设计
• 3.5.3 无线接收芯片的外围电路设计
• 3.5.4 测向台的I/V 变换电路设计
• 3.6 测向台和中心台的本振调制发射电路设计
• 3.6.1 双锁相环频率合成器MC145162 的指标和引脚功能
• 3.6.2 本振锁相环和射频调制锁相环的设计
• 3.6.3 射频功率放大器的设计
• 3.7 本章小结
• 第4章 无线电测向通信系统的软件设计
• 4.1 无线电测向算法
• 4.1.1 测向角度计算公式的推导
• 4.1.2 测向角度对接收场强指示电压差值的灵敏度分析
• 4.1.3 测向台的测向程序流程图
• 4.2 测向台搜索接收频道的程序设计
• 4.3 中心台的通信程序流程图
• 4.4 本章小结
• 第5章 无线电测向通信系统的测试
• 5.1 测向台的测向实验
• 5.1.1 实验条件及实验步骤
• 5.1.2 实验数据及数据分析
• 5.2 测向台和中心台的通信距离测试
• 5.3 系统的应用测试
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢