矢量测向系统中频数字接收机设计

论文摘要

本文介绍了应用于某空间谱无线电监测与测向系统中的中频数字接收机的设计过程。该中频数字接收机以软件无线电思想为核心,采用DSP+FPGA的硬件结构,在信号处理能力方面比以往的系统有了很大的提高,能够精确的完成信号正交解调和抽取滤波和特征信息的提取。主要包括以下四个方面的内容:一、中频数字接收机理论基础。首先介绍了中频数字接收机采用的过采样数字混频数字接收方案,然后给出数学模型,从理论上论证了该方案的可行性;二、数控振荡器设计与实现。首先阐述了数控振荡器的工作原理、优点和噪声分析,接着具体阐述了数控振荡器的硬件实现。三、过采样条件下的FIR抽取滤波器设计与实现。介绍了FIR抽取滤波器的工作原理、设计原则和设计过程,然后具体阐述FIR抽取滤波器的硬件实现。四、DSP对系统的全局控制。从DSP信号的预处理、存储单元的读写操作实现、滤波结果数据从FPGA到DSP的传送和中频数字接收机软件设计等几个方面具体说明DSP对系统的全局控制过程。最后,针对存在的问题和以后改进的方向,做出几点思考。

论文目录

• 图目录
• 表目录
• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 空间谱估计测向的系统组成
• 1.3 本文所做的工作
• 第二章 中频数字接收机理论基础
• 2.1 中频数字接收机数学模型
• 2.2 采用过采样技术的优势
• 2.3 本章小结
• 第三章 中频数字接收机总体设计方案
• 3.1 中频数字接收机硬件结构
• 3.2 主要芯片介绍
• 3.2.1 模数转换器AD6645
• 3.2.2 现场可编程逻辑门阵列（XC2V1000）
• 3.2.3 信号处理器（TMS320C6416）
• 3.3 中频数字接收机系统结构
• 3.4 本章小结
• 第四章 数控振荡器设计与实现
• 4.1 数控振荡器概述
• 4.1.1 NCO 工作原理
• 4.1.2 NCO 的优点
• 4.1.3 NCO 噪声分析
• 4.2 NCO 具体实现
• 4.2.1 结构设计
• 4.2.2 NCO 工作过程
• 4.2.3 NCO 性能评测
• 4.3 结构特点
• 4.4 本章小结
• 第五章 过采样条件下FIR抽取滤波器设计与实现
• 5.1 FIR 抽取滤波器设计
• 5.1.1 FIR 抽取滤波器工作原理
• 5.1.2 FIR 抽取滤波器设计原则
• 5.1.3 FIR 抽取滤波器设计过程
• 5.1.4 设计特点
• 5.2 FIR 抽取滤波器具体实现
• 5.2.1 结构设计
• 5.2.2 工作过程及功能仿真
• 5.2.3 结构特点
• 5.3 本接收机FIR 抽取滤波器组成
• 5.3.1 前三级FIR 抽取滤波器
• 5.3.2 第四级可编程FIR 抽取滤波器
• 5.4 本章小结
• 第六章 DSP对中频数字接收机的控制
• 6.1 DSP 信号在FPGA 中的预处理
• 6.1.1 对控制信号的预处理
• 6.1.2 对地址和数据信号的预处理
• 6.1.3 用于写操作的地址译码模块设计
• 6.1.4 用于读操作的编码、解码模块设计
• 6.2 存储单元的读写操作实现
• 6.2.1 全局控制寄存器读写操作实现
• 6.2.2 数字本振存储器读写操作实现
• 6.3 滤波结果数据从FPGA 到DSP 的传送
• 6.4 中频数字接收机系统软件设计
• 6.5 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在攻读硕士期间发表的论文