本文關(guān)鍵詞：基于USRP的電離層軟件雷達(dá)探測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：近年來,隨著空間技術(shù)的研究與發(fā)展,人類逐漸發(fā)現(xiàn)地球空間環(huán)境對(duì)航天探測(cè)技術(shù)存在著各方面的影響,而電離層的探測(cè)與研究也正逐步得到發(fā)展�，F(xiàn)階段研究者利用直接探測(cè)方式或是遙感方式對(duì)電離層進(jìn)行探測(cè),利用回波信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后得到有關(guān)電離層的相關(guān)參數(shù)和其變化的規(guī)律后,才能夠?qū)⑻綔y(cè)技術(shù)和探測(cè)設(shè)備進(jìn)行改善并進(jìn)行合理運(yùn)用。隨著硬件技術(shù)的發(fā)展以及軟件技術(shù)的逐漸提升,設(shè)計(jì)、開發(fā)能夠?qū)π盘?hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理的系統(tǒng)也逐步的進(jìn)入了以“軟件”為中樞的階段。軟件無線電技術(shù)以其結(jié)構(gòu)的開放性和全面可編程性的突出優(yōu)點(diǎn)得到了通信領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展。它的信號(hào)處理方式一般采用DSP與FPGA相結(jié)合的方法設(shè)計(jì)。在對(duì)電離層進(jìn)行探測(cè)研究的過程中,軟件無線電技術(shù)也適用于電離層雷達(dá)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),利用該技術(shù)的靈活性、開放性、可重配置性、完全可編程性,使用軟件來控制發(fā)射信號(hào)及發(fā)射頻率,這種方法設(shè)計(jì)的系統(tǒng)為電離層軟件雷達(dá)探測(cè)系統(tǒng),而且“軟件雷達(dá)”的概念也已經(jīng)漸漸的被人們熟知與接受。故在研究中,采用軟件無線電技術(shù)和相關(guān)設(shè)備進(jìn)行雷達(dá)探測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本文首先闡述了課題背景和當(dāng)前國內(nèi)外電離層探測(cè)雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀,以及雷達(dá)技術(shù)從基于硬件設(shè)計(jì)的快速發(fā)展演變?yōu)檐浖䶮o線電拓展設(shè)計(jì)的發(fā)展進(jìn)程,并且介紹了軟件無線電的發(fā)展現(xiàn)狀,以及研究它的優(yōu)點(diǎn)所在。其次介紹了電離層探測(cè)技術(shù)的原理與方法。隨后介紹了開源軟件無線電(GNU Radio)的工作原理、流程、實(shí)現(xiàn)方法和相應(yīng)通用軟件無線電外設(shè)(Universal Software Radio Peripheral,USRP)硬件的組成和功能。接著便是介紹在GNU Radio中的與設(shè)計(jì)電離層軟件雷達(dá)探測(cè)系統(tǒng)相關(guān)模塊的功能、作用以及設(shè)計(jì)方法。文中給出了實(shí)現(xiàn)軟件雷達(dá)探測(cè)系統(tǒng)功能的流程圖和仿真結(jié)果。最后,完成了閉環(huán)實(shí)驗(yàn),分析了實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并對(duì)開環(huán)電離層探測(cè)技術(shù)做出方法設(shè)計(jì),總結(jié)了系統(tǒng)的不足,并對(duì)軟件雷達(dá)系統(tǒng)的發(fā)展方向做了展望。
【關(guān)鍵詞】：電離層 軟件雷達(dá)探測(cè)系統(tǒng) 軟件無線電 USRP硬件平臺(tái) GUN Radio
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V447.1;TN957.51
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 研究背景和意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究概況9-13
• 1.2.1 雷達(dá)和電離層探測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀和發(fā)展方向9-12
• 1.2.2 軟件無線電和通用軟件無線電外設(shè)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本論文主要工作及內(nèi)容安排13-15
• 第2章 電離層軟件雷達(dá)探測(cè)系統(tǒng)綜述及技術(shù)15-27
• 2.1 引言15
• 2.2 地球空間環(huán)境及空間探測(cè)技術(shù)簡介15-18
• 2.2.1 地球空間環(huán)境簡介15-16
• 2.2.2 電離層16-18
• 2.3 電離層雷達(dá)探測(cè)系統(tǒng)與技術(shù)18-22
• 2.3.1 電離層雷達(dá)探測(cè)的基本原理18-19
• 2.3.2 電離層探測(cè)系統(tǒng)的方法分類19-21
• 2.3.3 典型的電離層探測(cè)系統(tǒng)21-22
• 2.4 軟件雷達(dá)探測(cè)系統(tǒng)與技術(shù)22-26
• 2.4.1 雷達(dá)信號(hào)理論基礎(chǔ)23-25
• 2.4.2 軟件雷達(dá)探測(cè)系統(tǒng)信號(hào)處理的方法25-26
• 2.4.3 軟件雷達(dá)探測(cè)系統(tǒng)與傳統(tǒng)雷達(dá)探測(cè)儀系統(tǒng)的區(qū)別26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第3章 軟件無線電概念及平臺(tái)技術(shù)27-38
• 3.1 引言27
• 3.2 軟件無線電概念27-31
• 3.2.1 軟件無線電分類27-28
• 3.2.2 軟件無線電的體系結(jié)構(gòu)28-30
• 3.2.3 軟件無線電的關(guān)鍵技術(shù)30-31
• 3.3 軟件無線電的平臺(tái)簡介31-37
• 3.3.1 GNU Radio軟件平臺(tái)簡介32-34
• 3.3.2 USRP主板介紹34-37
• 3.3.3 USRP通用子板介紹37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第4章 電離層軟件雷達(dá)探測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案38-52
• 4.1 軟件雷達(dá)系統(tǒng)簡介38-40
• 4.2 子板硬件電路設(shè)計(jì)與制作40-44
• 4.2.1 電路設(shè)計(jì)與制作40-43
• 4.2.2 硬件實(shí)現(xiàn)43-44
• 4.3 軟件模塊設(shè)計(jì)方案及波形選擇44-50
• 4.3.1 發(fā)射信號(hào)產(chǎn)生45-47
• 4.3.2 信號(hào)發(fā)射、傳輸過程47-48
• 4.3.3 接收信號(hào)過程48-49
• 4.3.4 波形選擇49-50
• 4.4 本章小結(jié)50-52
• 第5章 電離層軟件雷達(dá)探測(cè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)及分析52-62
• 5.1 GNU Radio軟件平臺(tái)與USRP硬件平臺(tái)的連接52-54
• 5.2 軟件雷達(dá)探測(cè)系統(tǒng)閉環(huán)定頻實(shí)驗(yàn)測(cè)試及數(shù)據(jù)分析54-60
• 5.2.1 閉環(huán)定頻測(cè)試試驗(yàn)56-59
• 5.2.2 閉環(huán)掃頻測(cè)試試驗(yàn)59-60
• 5.3 軟件雷達(dá)探測(cè)系統(tǒng)開環(huán)實(shí)驗(yàn)探測(cè)方法60-61
• 5.4 本章小結(jié)61-62
• 第6章 總結(jié)與展望62-64
• 6.1 總結(jié)62
• 6.2 展望62-64
• 致謝64-65
• 參考文獻(xiàn)65-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果68

【參考文獻(xiàn)】

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1 李國鋒;吳南健;;A low power flexible PGA for software defined radio systems[J];半導(dǎo)體學(xué)報(bào);2012年05期

2 龐博;林新黨;萬福;;軟件雷達(dá)構(gòu)想[J];雷達(dá)與對(duì)抗;2010年01期

3 陳罡;趙正予;聶學(xué)東;李婷;;武漢多功能電離層探測(cè)系統(tǒng)[J];武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版);2011年02期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 姚明;星載多功能等離子體探測(cè)儀總體設(shè)計(jì)及波形技術(shù)研究[D];武漢大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 黃凌;基于GNU Radio和USRP的認(rèn)知無線電平臺(tái)研究[D];華南理工大學(xué);2010年

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本文編號(hào)：1122332