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指令扩频通信系统应答模块设计

作　者: 张灵燕
导　师: 郭山红；夏志强
学　校: 南京理工大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 直接序列扩频 m序列 gold序列 BPSK 匹配滤波器
分类号: TN914.42
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

地空导弹是以打击空中飞行目标为主的精确制导武器,无线电控制探测仪是地空导弹弹上的通信设备,它与地面照射制导雷达配合完成信息交互：一方面通过上行仪器,无控仪接收模块接收地面雷达发来的连续和单次控制指令,把这些指令经变换后传送给弹上控制设备；另一方面通过下行仪器,无控仪应答模块将导弹坐标信息传送给地面雷达,使地面雷达用以测量导弹的位置,从而形成对导弹的控制指令。本课题主要研究无控仪弹上指令扩频通信系统的应答模块的设计。论文分析了整个系统的要求,根据信号源的特点及各种扩频码的特性,最终确定采用gold序列作为扩频码。通过对比m序列和gold序列性能,并结合系统要求,最后确定采用6阶gold序列,同时用于地面照射制导雷达和弹上无控仪。该gold序列族可以满足地面照射制导雷达同时发射并跟踪12发导弹的要求,同时满足弹上无控仪和地面照射制导雷达之间伪码同步的要求。论文应用matlab对m序列、gold序列族扩频码的产生、自相关特性和互相关性能进行了深入细致分析。论文应用VHDL语言在QuartusⅡ环境下编程实现了FPGA伪码产生器模块,进行了综合仿真和时序仿真,结果表明该伪码发生器满足课题需求。论文研究了扩频调制模块的工作过程,应用VHDL语言编程实现了FPGA扩频调制。研究分析了BPSK调制器的差分编码、映射、量化、内插、成型滤波过程,完成了BPSK调制模块的FPGA编程仿真。论文最后分析了扩频信号的解扩技术,并对不同码速率下多普勒频移对解扩的影响进行了仿真分析,并确定了基带信号应选择的速率范围。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-7
1 绪论  7-10
  1.1 背景  7-8
  1.2 扩频通信技术的发展  8-9
  1.3 本文的主要工作及章节安排  9-10
2 导弹制导系统与无线电控制探测仪  10-15
  2.1 导弹制导系统  10-13
    2.1.1 制导系统基本组成  10-11
    2.1.2 制导体制的分类  11-12
    2.1.3 照射制导雷达工作原理  12-13
  2.2 无线电控制探测仪  13-15
    2.2.1 无线电控制探测仪的基本功能  13-14
    2.2.2 无线电控制探测仪的设计要求  14-15
3 应答模块方案设计  15-24
  3.1 总体方案设计  15-16
  3.2 扩频系统工作原理  16-17
  3.3 伪码的选择  17-18
  3.4 伪码产生原理  18-21
    3.4.1 移位寄存器序列  18-19
    3.4.2 m序列  19
    3.4.3 gold序列  19-21
  3.5 扩频信号的产生与调制  21-24
4 m序列和gold序列性能的matlab仿真  24-31
  4.1 m序列的生成及自相关和互相关特性仿真  24-28
  4.2 gold序列的生成及自相关和互相关特性仿真  28-31
5 基于FPGA的扩频码产生器的仿真实现  31-34
  5.1 实现平台  31
    5.1.1 VHDL简介  31
    5.1.2 QuqrtusⅡ8.1软件简介  31
  5.2 扩频码产生器的FPGA实现  31-34
6 扩频调制器的设计与实现  34-43
  6.1 扩频调制器的matlab仿真  34-39
    6.1.1 扩频部分  34
    6.1.2 BPSK调制  34-39
  6.2 基于FPGA扩频调制器的实现  39-43
7 扩频信号的解扩技术研究  43-50
  7.1 无控仪接收端工作原理  43
  7.2 扩频信号的相关处理  43-44
  7.3 匹配滤波器用于相关处理  44-46
    7.3.1 声表面波匹配滤波器原理  44-45
    7.3.2 数字匹配滤波器原理  45-46
    7.3.3 FFT变换法干扰抑制  46
  7.4 相关匹配的时域处理  46-50
总结  50-51
致谢  51-52
参考文献  52-53

指令扩频通信系统应答模块设计

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