卫星天线幅相检测系统设计与实现

摘要

天线作为卫星通信系统的重要组成部分，与其相关的研究课题备受关注，尤其是天线测量方面的设备和产品市场需求较大，因此承担测量核心功能的幅相检测系统具有重要的研究意义和开发价值。
　　本文研究服务于卫星天线水平近场测量系统的幅相检测系统。幅相检测系统主要接收射频信号，计算信号的幅度相位。分析了卫星天线测量中幅相检测技术的背景和国内外研究现状，研究了卫星天线测量系统的组成，讨论了幅相检测系统的结构和组成，推导出多路扩频信号的幅相检测方法。根据具体指标要求，设计了幅相检测系统及其各个功能模块。重点讨论了信号处理部分基于FPGA的滤波器设计与实现。
　　对于滤波器的设计与实现，讨论了复用和抽取概念以及二者在滤波器中的应用原理，提出在传统FIR滤波器中采用复用与抽取技术的设计思路。根据滤波器的性能指标并利
　　用Matlab中的滤波器设计工具，得到设计参数。以Vivado为开发工具，从地址控制和时序控制两方面详细研究了复用抽取滤波器的设计方法，通过软件仿真说明了复用与抽取结合于滤波器的理论可行性，并讨论了时序和地址在FPGA上的实现过程。最后通过软件虚拟端口采集数据的方法得到滤波器在 FPGA实现后的滤波结果，与 Matlab产生的理论滤波器的滤波结果作比较，多组数据多次测试的实际值与理论值均一致，检验了滤波器的可靠性和可行性。与传统FIR滤波器相比，本文设计的滤波器在实现降低数据速率4倍的同时，乘法器的使用个数从64个降低为6个，加法器个数减少到原来的1/6，有效降低了FPGA资源的利用。

目录

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1. 1 研究背景及意义

1. 2 发展和现状

1. 3 系统开发要求

1. 4 主要内容及章节安排

2 幅相检测系统技术分析

2. 1 卫星天线测量

2. 2 幅相检测方法分析

2. 3 幅相检测系统组成

2. 4 本章小结

3 幅相检测系统设计

3. 1 系统参数分析

3. 2 系统总体设计

3. 3 分模块设计

3. 4 本章小结

4 基于FPGA的抽取滤波器设计与实现

4. 1 复用抽取滤波器的原理和结构

4.2 D4滤波器指标

4.3 D4滤波器设计

4.4 D4滤波器仿真

4.5 D4滤波器实现

4. 6 本章小结

5 基于FPGA的抽取滤波器的测试与分析

5. 1 测试环境

5. 2 测试方法

5. 3 测试数据

5. 4 测试结果及分析

5. 5 本章小结

6 总结与展望

6. 1 总结

6. 2 展望

致谢

参考文献