【摘 要】
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遥测通信技术在我国航空航天和国防建设中有着不可或缺的地位。由于受到频率带宽、功率和调制方式的限制,目前国内通用遥测系统的码速率一般在2～5Mbps左右,亟需10Mbps以上的高码速率系统才能满足当前需求。针对高码速率的需求,本文通过对比现阶段的遥测体系,以频带利用率高和抗干扰能力强的PCM/QPSK遥测体系为核心,设计了一款基于AD9364的软件无线电零中频遥测系统。本文具体研究内容如下:在发射部
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遥测通信技术在我国航空航天和国防建设中有着不可或缺的地位。由于受到频率带宽、功率和调制方式的限制,目前国内通用遥测系统的码速率一般在2～5Mbps左右,亟需10Mbps以上的高码速率系统才能满足当前需求。针对高码速率的需求,本文通过对比现阶段的遥测体系,以频带利用率高和抗干扰能力强的PCM/QPSK遥测体系为核心,设计了一款基于AD9364的软件无线电零中频遥测系统。本文具体研究内容如下:在发射部分设计了平方根升余弦滚降滤波器,通过滤除基带高频谐波信号,进一步提高了系统的发射效率、抵抗码间干扰的能力。在接收部分创新性的提出了一种改进型的极性Costas环解调方法,通过增加一路虚拟Q路,使用Co rdic算法解决了幅值变化带来的鉴相误差,有效地提高了鉴相的精度、降低了接收机设计的难度;其次,本文将GPS接收机中环路滤波器的设计应用于遥测接收系统,巧妙地解决了高动态环境下接收机快速跟踪锁定的问题。完成上述算法验证后,通过ZYNQ平台上的PS（Processing System）端配置AD9364相应的寄存器,实现系统采样频率、收发频点、工作带宽等参数的动态配置;使用PL（Programmable Logic）端实现QPSK调制解调模块、位同步与帧同步模块、基带数据接口等模块的程序设计。通过将成形滤波技术、锁频-锁相技术和PCM/QPSK调制解调技术相融合,综合应用到弹载遥测系统的设计中,进一步提高了遥测系统的稳定性和可靠性。最后,搭建整个弹载遥测系统的硬件测试平台,对弹载遥测系统进行了单一载波测试和实际通信测试。测试结果表明,在发射频点为S波段时,本文所设计的遥测系统码速率可达10Mbps,系统的误帧率为0.0063%,通信距离可达15km,验证了遥测系统满足高码速率设计需求,并且具备较高的可靠性,在一定程度上推动了对遥测调制体系的研究,对我国高码速率的弹载遥测系统发展有一定的借鉴意义。
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