单站无源定位系统接收机的设计与实现

论文摘要

本文以单站无源定位系统项目开发为背景,研究设计了该项目的接收机系统。文章首先根据系统需要制定了接收机的总体设计方案,将接收机分系统划分为两个子模块,包括高频接收机和宽带数字接收机,文章分两个部分讲述了高频接收机和宽带数字接收机的设计过程,并分别对这两部分的性能进行了测试。文章第三部分主要讲述了高频接收机的设计以及测试,高频接收通道设计主要采用MMIC元件,以降低调试工作量,减小设计体积,保证通道设计的一致性。高频接收机的其它部分设计过程中,主要运用ADS和serenade微波软件仿真设计。第四部分讲述了宽带数字接收机的设计,主要包括两个部分:硬件电路设计和算法模块设计。宽带数字接收机是以高速硬件电路为平台,结合相应的测量算法完成信号参数的测量。信号测量算法主要包括数字正交模块、互相关模块、测频模块和检测控制模块四个部分。文章中的数字正交模块采用特殊的算法,在未知输入信号载频的情况下,使输入数字信号完成正交变换。互相关模块最后通过CORDIC算法求反正切求出不同通道信号之间的相位差。测频模块主要是基于PRONY算法测量信号频率。控制检测模块对整个算法的运行进行管理。最后,文章对该接收机系统进行内外场试验进行了分析,并对内场试验出现的问题提出了解决方法。外场试验结果证明,单站无源定位系统接收机能够在输入信噪比较大情况下,能够对目标发射信号的频率、目标方位和目标距离进行测量。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 单站无源定位系统概述
• 1.1.1 无源定位
• 1.1.2 单站无源定位
• 1.2 国内外发展概况
• 1.2.1 国内发展概况
• 1.2.2 国外发展概况
• 1.3 本文的主要工作
• 1.4 本章小结
• 第二章 接收机的总体要求和方案设计
• 2.1 引言
• 2.2 接收机的总体要求
• 2.2.1 接收机主要功能
• 2.2.2 接收机的主要技术指标
• 2.3 接收机方案设计
• 2.3.1 接收机组成
• 2.3.2 高频接收机方案选择
• 2.3.3 宽带数字接收机方案选择
• 2.4 本章小结
• 第三章 高频接收机
• 3.1 高频接收机技术要求
• 3.2 高频模块组成与工作原理
• 3.2.1 组成
• 3.2.2 工作原理
• 3.3 高频模块接收通道
• 3.3.1 接收通道增益分配
• 3.3.2 接收通道噪声系数计算
• 3.3.3 MMIC 放大器电路
• 3.3.4 镜频抑制滤波器
• 3.3.5 500MHz 低通滤波器
• 3.4 高频模块其它部分
• 3.4.1 一本振放大器
• 3.4.2 一本振功分器
• 3.4.3 二本振功分器
• 3.4.4 控制检测板
• 3.5 高频模块结构设计与实物
• 3.6 高频模块性能指标测试
• 3.6.1 噪声系数测试
• 3.6.2 镜频抑制度测试
• 3.6.3 通道增益测试
• 3.7 本章小结
• 第四章 宽带数字接收机
• 4.1 宽带数字接收机主要技术要求
• 4.2 宽带数字接收机组成和工作原理
• 4.2.1 硬件组成
• 4.2.2 工作原理
• 4.3 算法模块分析
• 4.3.1 数字正交模块
• 4.3.2 正交算法的并行处理
• 4.3.3 互相关模块测相位差
• 4.3.4 CORDIC 算法（求反正切）
• 4.3.5 检测控制
• 4.3.6 测频模块
• 4.3.7 参数计算
• 4.4 宽带数字接收机基本性能测试和实物
• 4.4.1 测试平台
• 4.4.2 测试结果
• 4.4.3 测试结果
• 4.5 本章小结
• 第五章 接收机系统试验
• 5.1 接收机内场试验平台
• 5.2 测试过程遇到的主要问题和解决方法
• 5.2.1 高频接收机通道相位不一致
• 5.2.2 算法运行速度不够高
• 5.3 接收机系统外场试验
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论
• 6.1 主要结论
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文