基于FPGA的无线电信标系统设计

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无线电信标是飞行体运动轨迹监测系统的重要组成部分,它的性能直接影响到系统的整体性能。传统的无线电信标设计方案主要采用分立元件实现其电路结构,使其电路结构复杂,在调试和维修过程中查找故障困难,而且经济性和可靠性较差。针对这一问题,在深入分析了无线电信标技术研究现状的基础上,本文提出了基于FPGA的无线电信标系统设计方案。  根据扩频通信理论和直接上变频原理,本文设计的无线电信标系统主要包括信码产生单元、中频调制单元和射频发送单元三个部分。其中,信码产生单元主要产生具有良好随机性和自相关性的m序列,实现对无线电信标身份的标定;中频调制单元主要对信码进行扩频和调制等相应的处理;射频发送单元采用了直接上变频式发射结构,主要完成对中频信号的二次上变频,最后经天线将信号发送出去。  根据系统总体设计方案,在硬件方面,完成无线电信标系统关键器件选型后,进行了FPGA及其外围电路、直接上变频电路、带通滤波器、功率放大电路和微带天线等模块的电路设计与计算机仿真。在软件方面,通过分析无线电信标信号传输时的影响因素及其特点,确定了无线电信标信号的工作方式和主要参数,完成了中频调制单元中正交分路、差分编码、扩频调制、成形滤波器、数控振荡器和正交调制等模块的程序实现与仿真。  在完成无线电信标系统总体设计的基础上,对系统电路进行了组装和相关调试,并对无线电信标系统的各信号输出进行了检测和验证。实验结果表明,本文设计的基于FPGA的无线电信标系统满足总体设计要求,具有实用性。
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