论文摘要
在卫星导航定位系统中,射频电路是各种导航终端的重要组成部分,对无源定位而言,信号处理电路对微弱的射频卫星信号进行直接采集,需要射频前端对接收到的微弱信号进行放大与下变频处理;对有源定位而言,射频前端还需要增加上变频和信号放大的链路,用以实现星地通信。导航终端的许多关键指标都与射频前端的性能直接相关。有源和无源导航终端的射频前端硬件实现和射频通道的群时延特性及其改善是本文关注的两个重点。本文以某国家工程型号项目为背景,深入研究了射频电路的总体设计和工程实现中的关键技术,并且以提高无源接收机测距精度为侧重点,研究了射频通道的时延特性和补偿技术的实现。首先,从频率规划、上变频方案和下变频方案的分析与实现的角度,研究并完成了射频通道的硬件实现,针对实际工作中一些问题的解决,总结了射频实现中的若干关键技术:高稳定性参考时钟频率的实现、门限电平下零误码率对电源的要求、共用本振前提下接收和发射的隔离、发射功率和带外谐杂波抑制的兼顾和小型化实现的关键技术等,并在电磁兼容和抗干扰技术上作了探讨。在此基础上,针对高精度接收机零值测量问题,为有效提高测距精度,深入研究射频的群时延特性、全通群时延补偿和幅度均衡技术,完成了时延补偿中若干关键因素的影响分析,最终通过时延补偿的实现有效改善了射频通道的通带内群时延特性。最后以实际接收机为平台,实验验证了射频通道群时延波动对测距性能的影响,分析了群时延波动条件下的相干早迟码估计器的精度,并最终通过射频通道和对其时延补偿的硬件的实现有效提高了测距精度。
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摘要ABSTRACT第一章 引言1.1 课题研究背景1.2 国内外研究现状及发展趋势1.3 本文的主要工作和章节安排第二章 射频通道设计实现2.1 最优中频频率选择2.1.1 采样频率给定条件下的最优中频频率选择2.1.2 中频频率选定2.2 下变频方案分析和硬件实现2.2.1 两次下变频方案2.2.2 下变频硬件实现2.3 上变频方案分析及硬件实现2.3.1 上变频方案2.3.2 上变频硬件实现2.4 射频通道硬件实现的关键技术2.4.1 高稳定参考时钟频率实现和调整2.4.2 门限电平下零误码率对电源的要求2.4.3 共用本振前提下接收和发射的隔离2.4.4 发射功率和带外谐杂波抑制的兼顾2.4.5 小型化关键技术2.5 电磁兼容和抗干扰设计2.5.1 电磁兼容和抗干扰分析2.5.2 电磁兼容性设计2.5.3 抗干扰设计2.6 本章小结第三章 通道群时延和时延估计3.1 群时延相关3.1.1 群时延概念3.1.2 线性相位（群时延常数化）3.1.3 线性相位的需求与实现3.2 系统时延传递3.2.1 时延传递模型3.2.2 群时延与测距精度的关系3.3 时延估计模型3.3.1 时延估计指标3.3.2 时延估计模型3.4 射频通道时延特性3.4.1 被补偿通道特性幅频、群时延特性3.4.2 通道特性仿真实现3.4.3 滤波器群时延模型建立及特性分析3.5 本章小结第四章 群时延补偿技术及关键因子影响分析4.1 群时延补偿的基本原理和设计实现4.1.1 群时延补偿原理4.1.2 不对称抛物线法设计全通网络4.2 全通网络结构选定和参数计算4.2.1 全通网络电路结构的选取4.2.2 元件的参数计算4.3 LC 元件Q 值对群时延补偿特性的影响4.3.1 Q 值与全通网络特性的关系4.3.2 全通群时延补偿网络仿真实例4.3.3 元件Q 值对补偿后的通道特性的影响分析4.3.4 实验结果及相关结论4.4 LC 元件的温度系数对群时延补偿的影响分析4.4.1 元件的温度系数4.4.2 元件温度系数的选取方法和相关结论4.5 幅度均衡对通道群时延的影响分析4.5.1 幅度均衡网络的原理和设计方法4.5.2 幅度均衡网络对群时延的影响4.6 本章小结第五章 射频时延补偿的实现及对测距精度的影响5.1 基于导航终端射频的群时延补偿结构5.2 通道群时延特性对早迟码估计精度的影响5.2.1 相干早迟码估计器的精度参数5.2.2 通带群时延特性与估计精度关系的仿真分析5.2.3 结果分析和相关结论5.3 群时延补偿网络的实现5.3.1 补偿网络的仿真实现5.3.2 补偿网络的幅度和群时延特性及硬件实现5.3.3 幅度均衡的实现5.4 补偿后通道的特性5.5 射频通道群时延补偿对估计精度影响5.5.1 估计精度测试5.5.2 群时延补偿后接收机估计精度测试5.5.3 结果分析和相关结论5.6 本章小结第六章 结束语6.1 本文主要完成工作6.1.1 论文主要研究成果6.1.2 研究成果的应用6.2 后继工作展望致谢参考文献作者在学期间取得的学术成果
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