高码速率QPSK信号解调系统的研究

论文摘要

随着空间遥感、探测技术的飞速发展,遥感数据原始量急剧增加,对卫星到地面的传输速率要求就越来越高,因而对于相应的地面接收系统的要求也越来越高。高速解调器是高速接收机中的关键部件,也是本课题的重点研究对象。本设计主要完成码速率高达300Mbps的QPSK信号的解调系统的设计、仿真与硬件实现,以验证全模拟四次方环方案的可行性。并为高速数传发射机的地面检测设备研制做初步预研工作。本文首先介绍了国内外高速解调器的发展概况。在第二章中通过分析QPSK信号的特点选择了四次方环的解调方案,并对解调系统中各部件的作用及指标作一简单介绍。第三、四章重点介绍了采用微波仿真软件Ansoft Designer进行平方电路及锁相环的设计方法,以及电路实现和实验结果。在第五章中给出了总体解调方案的系统验证测试结果并对实验结果进行分析总结。最后针对本系统存在的问题提出了改进方案。本设计最终实现了码速率为325Mbps的QPSK信号解调系统的设计、仿真及硬件实现。验证了四次方环的可行性。但距离完整的地面检测设备还有一定的差距。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 卫星通信发展简介
• 1.2 国内外发展情况简介
• 1.3 研究内容、目的及意义
• 1.4 设计重点与难点
• 1.5 主要完成工作及创新点
• 2 解调系统方案设计
• 2.1 QPSK 信号介绍
• 2.2 基本解调方案介绍
• 2.2.1 科斯塔斯环
• 2.2.2 四次方环
• 2.2.3 逆调制环
• 2.2.4 方案比较
• 2.3 解调方案设计
• 2.3.1 系统方案原理框图
• 2.3.2 解调器各部件功能描述
• 2.4 射频微波仿真软件介绍
• 3 平方电路设计与实现
• 3.1 功分器
• 3.2 混频器
• 3.2.1 混频原理简介
• 3.2.2 混频器性能指标
• 3.2.3 混频器设计方法
• 3.3 实测结果
• 4 锁相环电路设计与实现
• 4.1 锁相环组成
• 4.2 锁相环的工作原理
• 4.2.1 鉴相器的工作原理
• 4.2.2 环路等效噪声带宽
• 4.3 压控振荡器设计
• 4.3.1 振荡器原理
• 4.3.2 稳定条件
• 4.3.3 变容二极管
• 4.3.4 电路设计及仿真结果
• 4.4 环路滤波器设计
• 4.4.1 环路带宽设计原则
• 4.4.2 环路参数选取
• 4.5 鉴相器的选取
• 4.6 实测结果
• 5 实验结果及存在问题
• 5.1 系统测试框图
• 5.2 测试结果
• 5.2.1 调制信源码速率为100Mbps 时的测试结果
• 5.2.2 调制信源码速率为200Mbps 时的测试结果
• 5.2.3 调制信源码速率为300Mbps 时的测试结果
• 5.2.4 调制信源码速率为325Mbps 时的测试结果
• 5.2.5 调制信源码速率为400Mbps 时的测试结果
• 5.2.6 加入噪声后的测试结果
• 5.3 存在问题及改进方法
• 6 结束语
• 参考文献
• 硕士期间以第一作者身份发表的文章
• 致谢