多普勒测向系统的关键技术与实现

摘要

随着科学技术的进步和市场化需求的日益提高，无线电监测和管理被纳入了国家发展的范畴，早期的无线电测向系统大多是用于导航目的，现代无线电测向大多用来提取无线电信号本身参数。多普勒测向作为无线电监测的重要手段，在过去的很长一段时间里占据着市场上大大小小测向机的主要技术方案。随着近几年高数字化、高集成度的芯片越来越多，多普勒测向技术在国内外步入了快速发展的道路，国内外的各大厂家不断地对传统的多普勒测向方案进行改进，将很多新的无线电测向技术和算法应用在多普勒测向机上，使得多普勒测向机测向精度更高，极化误差更小，设备更轻巧，成本更低，也使得多普勒测向设备在市场上的普及率更高。
　　本文首先研究了3种无线电测向系统，在对比分析各种测向方案的基础上，选择了测向精度高、成本低的单通道准多普勒测向系统，针对传统的多普勒测向方案的不足和测向不圆性的问题进行了深入研究和分析，通过对传统方案进行改进，增加数据预处理方法、分组矢量法和旋转矢量法来弥补传统方案的不足，并解决测向不圆性的问题。在对传统方案改进时，考虑了诸多参数的影响，比如：采样点数的选择，天线旋转速度的选择，天线孔径的选择，输入信噪比的选择，采样频率的选择等等，通过MATLAB仿真，在测向精度，算法复杂度和设备稳定性等方面将这些参数优化，使得理论上让多普勒测向机工作在最优条件下。
　　本文对改进的方案进行了实现，为了方便对本文改进的方案进行理论分析，本文首先对该方案进行了Labview的软件实现；为了便于实际应用，本文方案最终以FPGA作为硬件平台，用verilog语言进行了硬件实现，在硬件实现之前，本文通过理论分析和仿真设计了合适的三级带通滤波器和锁相环，设计并实现了各个关键模块的结构和参数，在解决众多实际问题后，对多普勒测向机进行测试，得出本文改进的方案所得到的性能指标，与传统测向机对比后发现本设备在测向精度上有一定的提升，设备机动性高，能作为机载、车载、船载设备使用。

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第一章 绪论

1.1研究背景

1.2 国内外设备分析

1.3 多普勒测向技术现状

1.4 多普勒测向发展趋势

1.5论文主要研究内容

第二章 无线电测向系统

2.1无线电测向方法概述

2.2 L型基线干涉仪测向

2.3双通道多普勒测向系统

2.4单通道多普勒测向系统

2.5分析不圆性

2.6本章小结

第三章 多普勒测向关键技术

3.1总体方案设计

3.2数据预处理设计

3.3分组矢量法设计

3.4旋转矢量法设计

3.5参数优化

3.6本章小结

第四章 多普勒测向机的实现

4.1数字中频处理板的实现

4.2三级带通滤波器设计

4.3载波频率估计方法设计

4.4锁相环设计

4.5解决不圆性问题

4.6实际问题及解决方法

4.7测试结果

4.8性能指标

4.9本章小结

第五章 总结展望

5.1 主要工作

5.2 未来展望

5.3 本章小结

参考文献

致谢

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