基于S3C2410的X波段天气雷达综合测试仪设计

论文摘要

目前常规数字化天气雷达数量多、分布广,有些地区已经达到雷达探测范围内100km距离圈的相互衔接,这是数字化天气雷达的组网观测和严密监视大范围天气变化的物质基础。数字化天气雷达可以对降水目标进行定量测量和数字处理。虽然技术先进、功能强大,但在使用过程中,随着器件的老化和更换,其技术参数会因种种原因而发生变化。对同样的目标,由于技术参数的改变,导致回波强度有很大差别。不同波长、不同技术状态的天气雷达对于同样的风暴,常会给出相互矛盾的目标强度报告。本研究以嵌入式控制系统为控制核心,重点研究了linux、qt平台的移植、X波段频率合成器、零差拍测频技术、低频调制信号发生器、微波稳幅组件、视频信号解调测量单元、峰值功率测量单位、程控衰减控制单元、中频图示仪等技术,主要研究工作可概括如下：1.在阅读了大量相关文献并研究了目前国内外雷达综合测试仪的基础上,结合用户需求与实际问题完成了x波段天气雷达的整体方案。2.选用以S3C2410嵌入式系统,设计并搭建与之配套的控制电路及数据采集电路,做为系统的控制核心。3.移植了嵌入式系统的uboot、linux2.6.15内核、yafs2文件系统等。4.设计了频率合成器单元,稳幅电路单元、频率测量电路单元、中频图示仪单元、功率测量单元、调制信号单元、人机界面单元等。天气雷达的数量众多,使用环境等各种不确定因素很多,本文的研究成果在实际应用中取得了满意的结果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 天气雷达的研究背景
• 1.2 国内外现状
• 1.3 天气雷达综合测试仪研究的主要内容
• 第二章 天气雷达的总体方案与功能指标
• 2.1 天气雷达的总体方案
• 2.2 天气雷达的主要功能
• 第三章 测试仪的整体控制单元
• 3.1 控制方式的选择与构建
• 3.1.1 嵌入式计算机的选用
• 3.1.2 核心板的基本构成
• 3.2 嵌入式控制模块
• 3.2.1 嵌入式系统存储芯片
• 3.2.2 嵌入式系统网络接口芯片
• 3.2.3 嵌入式系统的电源
• 3.2.4 嵌入式系统的复位
• 3.3 嵌入式系统的底板模块
• 3.3.1 RS232接口
• 3.3.2 LCD示接口
• 3.3.3 键盘接口
• 3.3.4 GPIB程控接口
• 3.4 软件设计方案
• 3.4.1 UBOOT的移植
• 3.4.2 内核的移植
• 3.4.3 文件系统的移植
• 3.4.4 QT开发平台的移植
• 第四章 天气雷达射频单元
• 4.1 微波信号源模块
• 4.2 稳幅电路模块
• 4.3 微波脉冲载频频率计模块
• 第五章 天气雷达视频单元
• 5.1 中频图示仪模块
• 5.2 脉冲信号发生模块
• 5.2.1 FPGA的特点
• 5.2.2 FPGA的选型
• 第六章 天气雷达综合测试仪的测试
• 6.1 测试准备工作
• 6.2 发射机性能测试
• 6.3 接收机性能测试
• 6.4 存储、打印雷达参数测试结果
• 6.5 回波功率标定
• 6.6 目标反射率因子标定
• 第七章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢