【摘要】：伴隨著人們對(duì)與空中交通需求量的增加,民航防撞系統(tǒng)也經(jīng)歷了數(shù)個(gè)發(fā)展階段。從最開(kāi)始的以程序管制為核心的空中交通管制(ATC),到以自動(dòng)化為核心的交通報(bào)警及防撞系統(tǒng)(TCAS),現(xiàn)在又提出了擁有更強(qiáng)防撞算法的TCAS II和S模式應(yīng)答機(jī)綜合系統(tǒng)。考慮到設(shè)備的成本和兼容性,怎么樣將傳統(tǒng)的TCAS和S模式應(yīng)答機(jī)更好的融合在一起便成了急需解決的問(wèn)題。本文描述了一種可行的綜合化方案,該方案包括三個(gè)方面:天線綜合化、信號(hào)處理綜合化、以及核心處理單元綜合,并且在此基礎(chǔ)上提出了綜合化防撞系統(tǒng)S模式應(yīng)答模塊設(shè)計(jì)思路,并且對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證以及實(shí)現(xiàn)。根據(jù)綜合化設(shè)計(jì)方案,S模式應(yīng)答機(jī)需要與TCAS系統(tǒng)交換信息,則S模式應(yīng)答機(jī)要能接收來(lái)自不同通訊模式的詢問(wèn)信號(hào),需要為每一種模式詢問(wèn)信號(hào)設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的解碼器。S模式應(yīng)答機(jī)在接收到射頻詢問(wèn)信號(hào)后,將其混頻到中頻,對(duì)于中頻處理本設(shè)計(jì)采用了中頻數(shù)字化方案,即對(duì)中頻進(jìn)行A/D采樣,數(shù)字下變頻,到FPGA芯片可處理的數(shù)據(jù)速率,再對(duì)其進(jìn)行解碼,信息提取。S模式詢問(wèn)信號(hào)模式頭是PAM調(diào)制,而報(bào)文數(shù)據(jù)是DPSK調(diào)制,本設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的采取了 ASK正交相干解調(diào)方案和DPSK差分相干解調(diào)的方案來(lái)對(duì)詢問(wèn)信號(hào)進(jìn)行解碼。對(duì)中頻信號(hào)處理得到基帶調(diào)幅信號(hào)之后,需要對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)文件進(jìn)行模式匹配,具體方法是提取PSV信號(hào),根據(jù)信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)長(zhǎng)設(shè)計(jì)匹配窗函數(shù),匹配成功則輸出標(biāo)志信息,匹配失敗就放棄數(shù)據(jù)。完成技術(shù)方案設(shè)計(jì)以及論證之后,基于FPGA的優(yōu)勢(shì),本文選擇了硬件描述語(yǔ)言VHDL來(lái)實(shí)現(xiàn)該模塊。首先根據(jù)系統(tǒng)的性能需求和成本上的考慮,選取了一顆適合的FPGA芯片。接著利用FPGA典型設(shè)計(jì)原則將系統(tǒng)拆分為多個(gè)子模塊,確定每個(gè)子模塊的接口信息,畫(huà)出子模塊內(nèi)部信號(hào)處理流程圖,實(shí)現(xiàn)每個(gè)子模塊源代碼。之后,利用MATLAB生成的仿真信號(hào)對(duì)應(yīng)答模塊進(jìn)行了仿真。通過(guò)分析仿真結(jié)果,發(fā)現(xiàn)了該設(shè)計(jì)對(duì)于A/C模式詢問(wèn)信號(hào)的處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng),導(dǎo)致不能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)做出應(yīng)答。之后通過(guò)改進(jìn)ASK解調(diào)方案解決了該問(wèn)題。最后通過(guò)外場(chǎng)測(cè)試儀產(chǎn)生詢問(wèn)信號(hào),對(duì)設(shè)計(jì)的模塊進(jìn)行測(cè)試。利用USB端口抓取實(shí)時(shí)信號(hào),在Altera SignalTap II邏輯分析儀中與預(yù)期進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)該模塊正確的檢測(cè)到詢問(wèn)信號(hào)。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：V328

【參考文獻(xiàn)】

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2 徐遠(yuǎn)澤;戴立新;高曉蓉;王黎;郭建強(qiáng);;FIR濾波器的FPGA實(shí)現(xiàn)方法[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2010年22期

3 姚元飛;佟力;嚴(yán)國(guó)榮;;S模式機(jī)載應(yīng)答機(jī)的中頻數(shù)字化處理[J];電訊技術(shù);2009年06期

4 王永慶;喬媛;吳嗣亮;;基于早遲門(mén)位同步環(huán)的FPGA實(shí)現(xiàn)[J];微計(jì)算機(jī)信息;2009年08期

5 余麗;;航管應(yīng)答機(jī)的中頻數(shù)字化設(shè)計(jì)[J];電訊技術(shù);2007年02期

6 郭芳華;軟件無(wú)線電技術(shù)綜述[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2003年21期

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2 王中克;基于FPGA的收發(fā)信機(jī)中頻及基帶設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2014年

3 馬進(jìn);基于FPGA的TCAS與S模式應(yīng)答機(jī)綜合化數(shù)字中頻接收系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真[D];上海交通大學(xué);2011年

4 陳瑩;TCAS系統(tǒng)的相關(guān)研究與設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2008年

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本文編號(hào)：2673506