FH/DS混合系统信号同步技术研究

摘要

现有扩频体制无线电导航系统一般采用直接序列扩频(DS)体制,但是随着电子对抗技术的发展和对系统性能要求的提高,直接序列扩频(DS)体制的无线电导航系统面临着严重的威胁。直接序列扩频系统具有扩频增益受限、远近效应严重、抗窄带干扰和对准式干扰能力差等缺点,在实战背景下很容易受到敌方的干扰。为此,在现有体制的基础上,进一步提高无线电导航系统的抗干扰、抗截获和抗摧毁能力,采用性能更强的混合扩频(FH/DS)体制已经成为一种趋势。
　　 正是在这种背景下,本文首次提出将混合扩频(FH/DS)技术应用于无线电导航系统,从本质上来提高无线电导航系统的保障能力。本文主要研究混合扩频(FH/DS)体制无线电导航系统的总体方案及接收端同步技术。具体的内容如下:
　　 文中对混合扩频(FH/DS)信号形式进行分析和研究,主要从两方面展开:分析了无线电导航系统和各种调制方式的特点,选取了适合混合扩频(FH/DS)信号的调制方式。设计了混合扩频(FH/DS)总体方案,包括跳频序列、直扩码和跳变频率合成器。
　　 文中对接收端同步技术展开了深入的研究。通过对常用直扩同步方法和跳频同步方法的分析比较,提出一种直扩同步与跳频同步相结合的同步方法。利用“能量检测法”进行跳频序列的初步捕获,然后用“位置相关性”进行直扩码的捕获,最后用直扩码捕获的结果去精同步本地跳频序列,从而完成系统的同步。最后,在QuartusⅡ软件中采用了硬件描述语言VHDL和原理图相结合的方法对系统的同步电路进行了设计实现。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 无线电导航系统的发展和现状

1.3 本文的主要研究内容及结构安排

第2章 扩频技术基本理论

2.1 扩频技术的理论基础

2.2 扩频系统的分类和比较

2.2.1 直接序列扩频系统

2.2.2 跳频扩频系统

2.2.3 混合扩频(FH/DS)系统

2.3 系统调制方式的选取

2.4 本章小结

第3章 混合扩频总体方案设计

3.1 跳频序列的设计

3.1.1 跳频序列的选取

3.1.2 RS码的基本特性

3.1.3 宽间隔RS码跳频序列的设计

3.1.4 宽间隔RS码跳频序列的性能分析

3.2 直扩码的设计

3.2.1 m序列简介

3.2.2 基于m序列的直扩码设计

3.3 跳变频率合成器的设计

3.3.1 频率合成器的基本概念

3.3.2 DDS基本工作原理

3.3.3 锁相环内插DDS的频率合成器设计方案

3.4 本章小结

第4章 接收端同步技术的研究

4.1 同步的基本原理

4.1.1 跳频同步方法

4.1.2 跳频同步方法比较

4.1.3 直接序列扩频同步方法

4.2 系统同步方案的设计

4.2.1 跳频初步捕获方案

4.2.2 直扩码捕获方案

4.2.3 直扩码跟踪方案

4.2.4 载波跟踪环的设计

4.3 直扩系统与混合扩频系统性能对比

4.4 本章小结

第5章 信号同步关键技术的实现

5.1 伪码产生模块

5.1.1 相位控制逻辑

5.1.2 伪码DCO

5.1.3 伪码发生器

5.2 载波产生模块(载波DCO)

5.3 相关处理模块

5.3.1 数字混频器

5.3.2 伪码相关器

5.3.3 积分清洗器

5.4 判决模块

5.4.1 平方和模块

5.4.2 码相位计数器

5.4.3 门限判决算法

5.5 系统集成

5.6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢