天线测试及双极化信号采集板设计

摘要

随着社会科学技术的迅猛发展，天线除了在军用应用外，在生活中应用越来越普遍。随之而来的天线测试研究方法也越来越受重视。为了验证本文课题船载定向仪天线（双极化天线）的端口隔离度，先用传统的测试方法测试了该天线在不同情况下的场强值，依照测试数据求出隔离度。同时为了携带方便及可移植，提出了基于FPGA天线测试方法。本文主要研究内容如下：
　　1.论述了FPGA的相关技术。对FPGA芯片的内部结构如可编程输入/输出单元、可配置逻辑模块、数字时钟管理模块、嵌入式RAM、布线资源、内嵌专用硬核功能作了详细归纳。简要的对FPGA设计开发流程作了说明。本文选取的FPGA芯片的主要资源为5000k系统门数、520kb的分布式RAM容量、1872kb的块RAM容量、104个专用乘法器、四个DCM、784个输入/输出管脚。该FPGA芯片达到了本文课题研究的要求。
　　2.论述了电磁波极化，天线极化理论。研究船载定向仪天线（双极化天线）的端口隔离度算法。在室外空旷场地测试了双极化天线的场强值，再对所测数据进行了分析验证，通过所得数据得出了该船载定向仪天线（双极化天线）的隔离度，验证了该天线的端口隔离度达到了要求。
　　3.论述了PCB设计的布局布线的规则。然后设计用于船载定向仪天线信号采集的双通道PCB采集板，给出了详细的设计原理，并验证调试PCB板，其性能良好，工作可靠，达到课题研究的需求。

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第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究动态

1.3本文的主要内容及安排

第二章 FPGA的关键技术分析

2.1 FPGA技术

2.2 FPGA的芯片结构

2.3 FPGA的开发软件

2.4 FPGA的设计流程

2.5 IP CORE和SOC

2.6 FPGA芯片的选择

2.7本章小结

第三章 双极化天线理论研究及测试

3.1极化理论基础

3.2测试主要设备及仪器简介

3.3测试方法及结果分析

3.4本章小结

第四章 基于FPGA双极化信号采集板设计

4.1 PCB设计的基本理论

4.2硬件架构图

4.3 双通道AD采集模块

4.4 FPGA电源电路

4.5复位电路

4.6通信接口电路

4.7 JTAG接口电路

4.8 PCB电路板

4.9仿真及调试结果

4.10 采集板的应用

4.11本章小结

第五章 总结与展望

5.1总结

5.2后续研究工作及展望

致谢

参考文献

附录1 双通道AD采集模块详细硬件原理图

附录2 基于FPGA信号采集详细硬件原理图