无人机载航管应答机外场检查仪的设计与实现

摘要

无人机即无人飞行载具（UAV），指的是不需要飞行员在机内驾驶的飞机，也叫无人飞行系统。与传统飞机相比，其具有操作成本低、运用弹性大、所需支援装备少等特性。我国目前在许多领域均有多种无人机应用。随着无人机技术的高速发展，配装无人机的机载设备以及机载设备的地面保障设备的研制也越来越迫切。无人机机载设备的地面保障车辆一般只有一台车，承载能力较小，对其上配装的电子设备的体积重量等要求更高。本文所作的主要工作包括以下内容：
　　1.分析目前我国的航管事业发展情况以及配套的检测设备发展情况，提出研制我国自己的航管设备的必要性，给出一种高效便捷的无人机载航管应答机外场检查仪（以下简称检查仪）设计方案。该方案具有体积小、安装快、适应性强等优点，能够很好的满足设备保障需求。
　　2.从二次雷达原理开始解释检查仪的工作原理，根据检查仪的使用场景，需要减小设备尺寸、降低设备功耗，达到便捷实用的目的，本方案主要从总体设计、信号处理模块的硬件和软件几个方面进行考虑和设计。首先在总体上将外形定在单手握持的大小，采用安装简单的全向单极天线，收发组件和信号处理模块全部选用低功耗的贴片元件，使用了锂电池为设备供电。信号处理模块的软硬件设计是本文的重点，介绍了其器件的选型，电路设计以及软件设计。
　　3.详述了信号处理模块的软件设计，从DSP软件和FPGA软件两个方面进行设计，其中DSP软件要完成设备流程控制及人机交互处理，专门设计了一种新的占用资源极少的菜单系统（该系统已发表了期刊论文），并制定了与上位机通信的数据传输协议。FPGA软件配合DSP完成检查功能，设计了一种快速捕获A/C模式应答序列的捕获算法，并设计了周期触发询问的检查方法。最后对样机进行了试验测试，证实其能够完成对应答机的A/C模式应答功能检查。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 航管外场检查仪的发展情况及改进需求

1.2 本文主要工作

1.3 本论文的结构安排

第二章 外场检查仪基本原理

2.1二次雷达的基本组成

2.2 A/C模式信号格式

2.3 外场检查仪工作原理

2.4 外场检查仪的功能要求

2.5本章小结

第三章 硬件设计

3.1 硬件总体设计

3.2硬件详细设计

3.3 本章小结

第四章 软件设计

4.1 DSP软件总体设计

4.2 DSP软件各模块设计

4.3 FPGA软件总体设计

4.4 FPGA软件各模块详细设计

4.5 本章小结

第五章 测试

5.1 功能测试

5.2 指标测试

5.3 本章小结

第六章 结论

6.1本文的主要贡献

6.2下一步工作的展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果