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机载VHF通信系统干扰研究

作　者: 刘付星
导　师: 褚庆昕；李德耿
学　校: 华南理工大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 机载甚高频通信干扰自适应滤波器
分类号: V243.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 251次
引　用: 1次
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内容摘要

随着民用航空的迅猛发展,当今民航飞机正以每年至少100架的速度净增。而航空公司、航线数量多,也使得总航班数剧增,同一时间同一空域内的飞机密集,空中交通日趋繁忙,良好的通信显得尤为重要。为保障飞机在空中飞行的安全,需要可靠的通信连接进行实时监控。VHF通信在过去的几十年里一直是民用飞机最重要的通信方式之一,在中短距离内效果较好,可以实现飞机与飞机以及飞机与地面之间近距离监控、话音通信和数据传输。在现在的民航飞机上虽然装有多种类型通信设备,但在实际空-空、空-地通信应用中,VHF通信是首选的、最重要的通信方式。但由于VHF通信的特殊性质,致使机载VHF设备极易受到各种各样的干扰,导致空-空与空-地通信受阻,同时也导致地面监控数据的中断,严重影响飞机飞行安全。本文通过实际发生的案例,研究了机载VHF通信过程中各种可能的干扰,包括天电干扰、邻频干扰、镜像干扰、同频干扰、互调干扰、交调干扰、工业干扰、噪声干扰等。其中,民用调频广播电台对机载VHF通信干扰尤为严重,也是本文着重研究的内容,包括一般同频干扰的产生机理以及FM广播电台同频干扰产生机理,进行了详细的推导和论证,并提出了相应的解决方案。本文参考飞机维护手册(AMM)和部件维修手册(CMM)中机载VHF通信系统设备的结构和参数,就机载VHF通信保障上进行研究,从机载VHF通信设备结构、环境等方面,引用实例对VHF的干扰来源、干扰现象,并针对调频广播电台引起的同频干扰进行研究分析,提出抗同频干扰的方案、措施。设计了一个LMS自适应滤波器,专门针对FM广播电台干扰进行滤波,运用Matlab对解决方案进行仿真和研究。实现对VHF通信系统干扰机理和抗干扰方案的研究。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章绪论  11-24
  1.1 课题研究的背景及其意义  11-12
  1.2 机载VHF 系统及其部件简介  12-18
    1.2.1 机载VHF 通信系统调制方式简介  12-13
    1.2.2 机载VHF 通信系统简介  13-18
  1.3 目前机载VHF 系统在飞行运行中的状况  18-21
    1.3.1 机载VHF 系统运行概况  18-19
    1.3.2 机载VHF 系统运行与干扰状况  19-21
  1.4 国内外干扰问题研究状况  21-22
  1.5 论文研究内容及目标  22-23
  1.6 本文的组织  23
  1.7 本章小结  23-24
第二章机载VHF 通信干扰的影响与特点  24-29
  2.1 机载VHF 通信信号的传播  24-26
  2.2 机载VHF 通信干扰的影响  26-27
  2.3 机载VHF 通信干扰的特点  27-28
  2.4 本章小结  28-29
第三章机载VHF 通信系统干扰  29-57
  3.1 无线电干扰概述  29-37
    3.1.1 电磁干扰概述  29
    3.1.2 无线电干扰概述  29-37
  3.2 常见的无线电干扰  37-56
    3.2.1 VHF 通信系统通常遇到的无线电干扰  37-40
    3.2.2 目前主要受到的无线电干扰  40-41
    3.2.3 同频干扰信号的产生机理  41-45
    3.2.4 机载VHF 通信接收机同频干扰的调制方式  45-51
    3.2.5 机载VHF 通信接收机同频干扰的分析  51-56
  3.3 本章小结  56-57
第四章同频干扰解决方案  57-66
  4.1 同频干扰解决方案选择  57-62
    4.1.1 自适应滤波器简介  58-60
    4.1.2 自适应噪声消除器  60-61
    4.1.3 自适应噪声消除器基本结构  61-62
  4.2 自适应滤波器常用算法  62-65
    4.2.1 自适应滤波器常用算法介绍  62-63
    4.2.2 最小均方误差算法  63-65
  4.3 本章小结  65-66
第五章自适应滤波器的设计  66-78
  5.1 LMS 自适应滤波器的设计概述  66
  5.2 LMS 自适应滤波器系统的设计  66-69
    5.2.1 自适应滤波器主通道信号  67-68
    5.2.2 自适应滤波器参考通道信号  68-69
    5.2.3 自适应滤波器各个通道信号的相关性  69
  5.3 两个干扰信号的处理  69
  5.4 自适应滤波器仿真  69-72
    5.4.1 正弦信号与AM 和FM 调制信号  69-71
    5.4.2 模拟混合信号  71-72
    5.4.3 混合信号对消解调  72
  5.5 实际测试信号的自适应对消  72-76
    5.5.1 处理前混合信号的获得  72-73
    5.5.2 处理前混合信号的放大与采样  73-75
    5.5.3 处理前混合信号  75-76
    5.5.4 处理后得到的信号  76
  5.6 本章小结  76-78
总结  78-79
参考文献  79-82
致谢  82-83
附录  83-84

机载VHF通信系统干扰研究

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