海上搜救雷达应答器控制系统的设计与实现

摘要

在全球海上遇险与安全系统(GMDSS)中，搜救雷达应答器(SART)是用来实现遇险报警及寻位的装置。应答器可安装易接触的地方以方便立即启动。当它接收到搜救飞机上的 X波段导航雷达发出的搜救信号后，进入工作状态，即刻做出响应，向搜救雷达发射一个回波信号，搜救雷达的屏幕上将会显示遇险船只的方位。这样一来，既减短了救援时间又减少了事故造成的财产及人员损伤。目前我国的SART开发处于落后地位，未能与欧美日韩等国并驾齐驱。所以对搜救雷达应答器研究设计是很有必要的，而且意义重大。
　　本文的主要研究内容如下：
　　1.分析SART的作用以及 SART的基本原理。依据技术指标拟定SART系统的整体设计方案。SART主要由天线、收发机和控制系统这三部分组成。
　　2.对SART控制系统进行了方案设计。控制系统是基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)基础上进行开发的。发挥了CPLD体积小，重量轻，高性能等优点。
　　3.根据IEC1097-1规范以及对低功耗的考虑来分析确定低噪放(LNA)，压控振荡器(VCO)和功放等收发单元电路的工作时序。对脉冲整形电路，积分器等信号处理单元电路以及电源电路进行设计与仿真。天线接收到雷达信号经过接收机放大，解调及整形后作为触发信号传输到控制输入端。
　　4.对基于CPLD的控制器进行设计开发。通过CPLD的在线编程使电路每接收到一个搜救脉冲就产生各收发单元电路的控制时序，使收发机正常工作。仿真结果达到预期效果。
　　5.对单元电路及SART控制系统进行测试，所得结果与仿真结果一致。
　　以上研究工作为SART实现低功耗，低成本和小型化设计打下了基础。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 SART的作用与意义

1.3 主要研究工作

第二章 SART 的基本理论

2.1 SART 的组成

2.2 SART的技术指标

2.3 SART的工作原理

2.4 SART 的实现方案和结构

2.4 本章小结

第三章 SART收发组件控制电路的设计

3.1 包络检波器

3.2 脉冲整形电路

3.3 VCO

3.4 积分电路

3.5 电源模块

3.6 本章小结

第四章 SART控制器的设计

4.1 功能概述

4.2 系统使用CPLD的必要性

4.3 CPLD概述

4.4 硬件描述语言VHDL语言

4.5系统软件开发环境Quartus II

4.6 控制系统的开发过程

4.7 硬件电路的实现

4.8 SART控制系统的软件实现

4.9 本章小结

第五章 SART控制系统的调试

5.1 SART控制系统调试及性能分析

5.2 控制系统与收发系统的联调

5.3 本章小结

第六章 总 结

致谢

参考文献