【摘要】：現(xiàn)代導(dǎo)彈、火箭、飛機(jī)等飛行器內(nèi)部包含多個子系統(tǒng),而其上的應(yīng)答機(jī)設(shè)備負(fù)責(zé)完成飛行器與地面測控站之間的無線遙測數(shù)據(jù)傳輸工作,是飛行器的重要組成部分,因此在飛行器發(fā)射前對應(yīng)答機(jī)遙測數(shù)據(jù)收發(fā)功能進(jìn)行全面測試具有重要意義。然而,各型號應(yīng)答機(jī)通信協(xié)議不同,且應(yīng)答機(jī)與地面測控站之間傳送的數(shù)據(jù)量與數(shù)據(jù)速率也在不斷提升,因此,對應(yīng)答機(jī)測試系統(tǒng)的功能和實時性提出了越來越高的要求。傳統(tǒng)測試儀器設(shè)備由于靈活性差、通用性弱等缺點,已經(jīng)無法滿足對各個型號應(yīng)答機(jī)的全面性覆蓋測試。綜上,本課題以模塊化射頻儀器為硬件平臺,基于PXIe總線構(gòu)建一個靈活性好、通用性強(qiáng),集成度高的應(yīng)答機(jī)遙測數(shù)據(jù)收發(fā)通信系統(tǒng),完成與某型號應(yīng)答機(jī)上下行數(shù)據(jù)模擬與測試,為應(yīng)答機(jī)的綜合性測試提供更良好的環(huán)境。根據(jù)應(yīng)答機(jī)遙測數(shù)據(jù)收發(fā)功能和協(xié)議要求,本文提出基于PXIe總線的遙測數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)總體方案,利用矢量信號發(fā)生器配合FPGA協(xié)處理器完成遙測數(shù)據(jù)的產(chǎn)生,利用矢量信號分析儀完成遙測數(shù)據(jù)實時解調(diào),同時輔以LabVIEW作為系統(tǒng)軟件開發(fā)平臺。在信號發(fā)送端,采用直接數(shù)字頻率合成技術(shù)在FPGA中完成信號的生成,并使用矢量信號發(fā)生器實現(xiàn)了信號的發(fā)送。在信號接收端,本課題研究了并行數(shù)字下變頻的原理及實現(xiàn)方法,完成了并行數(shù)字混頻、多相抽取濾波兩個關(guān)鍵模塊的設(shè)計,并利用Vivado進(jìn)行多相結(jié)構(gòu)數(shù)字下變頻模塊的FPGA設(shè)計與仿真驗證。除數(shù)字下變頻外,本課題在接收端還研究了基于Gardner定時誤差檢測的符號同步技術(shù),提出了基于包絡(luò)檢波法和Gardner符號同步技術(shù)的2FSK信號實時解調(diào)方法,并在FPGA中實現(xiàn),完成了遙測數(shù)據(jù)的解調(diào)。最后,本課題在上位機(jī)中利用巴克碼峰值檢測完成接收數(shù)據(jù)的幀同步并顯示組幀結(jié)果,開發(fā)了各個模塊化儀器的控制程序,并且實現(xiàn)了接收信號的波形頻譜顯示以及數(shù)據(jù)的實時存儲流盤等功能。本文最后通過與應(yīng)答機(jī)進(jìn)行實際通信,驗證了系統(tǒng)收發(fā)兩端的信號處理功能,完成了系統(tǒng)的實際測試。測試結(jié)果表明,本系統(tǒng)能夠可靠有效地完成遙測數(shù)據(jù)的收發(fā)任務(wù)。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP336;TJ7;V243.5
【圖文】：

圖 2-3 PXI 機(jī)箱 PXIe-1085 示意圖NI PXIe-1085 的主要技術(shù)指標(biāo)如下：（1） 包含 16 個混合插槽、1 個系統(tǒng)定時插槽以及 1 個嵌入式控制器插（2） 板載時鐘類型為 VCXO，最大系統(tǒng)帶寬高達(dá) 24GB/s；

PXI嵌入式控制器PXIe-8135示意圖

圖 2-5 NI PXIe-5673E 射頻矢量信號發(fā)生器主要性能指標(biāo)和具體參數(shù)如表 2-7 所示。對比 2.1.1 可知，5673E 的信號輸出頻率、信號輸出功率、信號對下行鏈路的硬件性能要求。除此之外，矢量信號

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本文編號：2758577