微波着陆系统中频接收机时差提取算法的研究与实现

论文摘要

本文以微波着陆系统中频接收机的时差提取算法和自动增益控制算法为主要研究内容。文中介绍了微波着陆系统的概况,例如微波着陆系统的国内外研究动态、微波着陆系统的工作原理、微波着陆系统的技术特点、微波着陆系统的信号格式以及角度的测量等基本理论。通过对微波着陆系统功能的全面分析,给出了微波着陆系统中频接收机的整体实现框图,并对中频采样理论、滤波器设计理论、混频器设计与实现、巴克码和功能码的识别等关键技术进行了深入的研究。结合对微波着陆系统信号特点的深入分析,提出了时差提取算法和自动增益控制算法。针对如何搜索扫描脉冲,以及搜索到扫描脉冲后,如何剔除虚假的扫描脉冲,找到有效的扫描脉冲对,用于时差解算,提出了一系列适合FPGA实现的设计。在硬件上实现了数字化微波着陆系统中频接收机的整体设计方案,对一些重要的信号进行了实测,给出了实测波形以及最终求解到的角度信息。实测结果与理论分析吻合,达到了系统设计的性能指标。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 论文研究背景与意义
• 1.2 无线电导航概述
• 1.3 飞机着陆系统分类
• 1.4 飞机着陆系统概述
• 1.4.1 微波着陆系统（MLS）的优点
• 1.4.2 飞机自动着陆系统的组成
• 1.4.3 飞机着陆的基本过程
• 1.5 论文研究内容
• 第二章 微波着陆系统工作原理
• 2.1 微波着陆系统的发展
• 2.1.1 微波着陆系统发展历史
• 2.1.2 多普勒扫描和时基波束扫描
• 2.2 微波着陆系统组成和技术特点
• 2.2.1 微波着陆系统的工作覆盖区
• 2.2.2 微波着陆系统组成
• 2.2.3 微波着陆系统技术特点
• 2.3 微波着陆系统空间信号格式
• 2.4 角度制导功能和数据字结构
• 2.4.1 前导信号
• 2.4.2 扇区信号
• 2.4.3 数据字结构
• 2.5 角度测量的计算
• 2.6 本章小结
• 第三章 微波着陆系统中频接收机的实现
• 3.1 微波着陆系统中频接收机整体框图
• 3.2 信号中频采样理论
• 3.3 数字滤波器设计与实现
• 3.3.1 IIR滤波器理论
• 3.3.2 IIR数字滤波器的设计
• 3.3.3 IIR数字滤波器的VHDL描述
• 3.4 数字混频器的设计
• 3.4.1 混频器原理
• 3.4.2 数字混频器的设计
• 3.4.3 本振信号的选择
• 3.5 抽取与平滑滤波
• 3.5.1 整数倍抽取
• 3.5.2 CIC滤波器
• 3.5.3 抽取与平滑滤波的设计
• 3.6 功能码与巴克码的识别
• 3.6.1 DPSK解调
• 3.6.2 巴克码和功能码的识别
• 3.6.3 控制信号的产生
• 3.7 本章小结
• 第四章 时差提取算法与自动增益控制算法
• 4.1 时差提取算法
• 4.1.1 扫描脉冲的搜索
• 4.1.2 虚假扫描脉冲的剔除
• 4.2 自动增益控制（AGC）算法
• 4.2.1 数字接收机的自动增益控制原理
• 4.2.2 微波着陆系统自动增益控制设计
• 4.3 本章小结
• 第五章 微波着陆系统中频接收机的硬件实现
• 5.1 硬件平台概述
• 5.1.1 放大器
• 5.1.2 模数转换器
• 5.1.3 数模转换器
• 5.1.4 数字处理部分
• 5.2 微波着陆系统中频接收机系统测试
• 5.2.1 控制信号与辅助信号的测试
• 5.2.2 微波着陆中频接收机实测角度数据
• 5.3 本章小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果