小型化无线遥控系统研究与实现
这是一篇关于无线遥控,小型化,UZ2400,AD9361,IEEE802.15.4,MAC,PHY,OQPSK的论文, 主要内容为随着高炮弹精准打击技术的不断发展,遥控系统在军事通信中的作用逐渐凸显出来。遥控系统分为收发两端,由于某种高炮弹的弹体尺寸较小,弹上可用空间紧张,因此弹载接收端的小型化电路设计十分必要。本课题针对某种小型化高炮弹的无线传输系统作为研究背景,设计了一套由地面发射系统和小型化弹载接收系统两部分组成的遥控系统,具有一定的应用价值。本文分为遥控系统理论研究、硬件设计、软件设计和实验验证四个部分进行阐述。首先,本文阐述了无线遥控与无线传输技术,并调研了 IEEE802.15.4标准的发展现状与实现方案,接着深入研究了 IEEE802.15.4标准中的媒体接入控制层(MAC)、物理层(PHY)、数据传输过程和OQPSK调制方式。接下来,根据课题背景和指标进行了遥控系统收发两端硬件平台的设计。详细阐述了遥控系统的总体硬件架构、收发两端的芯片选型、射频前端电路设计、基带电路设计和外围电路设计,并对弹载接收端的PCB进行了小型化设计。此外,进行了弹载接收端的阻抗匹配、天线仿真研究和地面发射端的功率放大电路设计。最后对遥控系统收发两端的软件部分进行了研究与设计,并进行了多组实验验证。在接收端,设计了基于STM32F103和UZ400芯片的SPI驱动、芯片配置和收发程序;在发射端,基于FPGA、AD9361芯片和IEEE802.15.4标准,实现了数据缓存、CRC校验、数据帧填写、OQPSK调制和数字接口的软件设计。在实验部分,进行了发射端多频点测试、接收FIFO测试、拉距测试和链路质量验证,证明了所设计的小型化无线遥控系统的正确性。
多天线遥测信号模拟器技术研究
这是一篇关于多天线,遥测信号模拟器,SOC,AD9361的论文, 主要内容为在航空航天技术与软件无线电领域,传统的遥测接收站采用机械伺服的自跟踪天线来实现目标信号的接收。但其仅支持单个目标的测控、体积较大且移动性差,已逐渐不能满足社会发展的需求。而相控阵天线的出现,不仅可以快速跟踪,搜索高速移动的目标,而且能够同时对多个目标进行测控。因此本文设计了一款基于相控阵技术的多天线遥测信号模拟器,该模拟器集运动目标轨迹模拟、不同天线单元接收到的遥测信号模拟等功能为一体。它既能产生遥测模拟信号,还可以利用上位机通过串口进行参数设置、工作模式配置等。本课题以SOC芯片和AD9361芯片为核心对多天线遥测信号模拟器进行了设计与实现,主要做了如下工作:首先根据系统的功能与指标要求提出了多天线遥测信号模拟器系统的总体设计方案,给出了系统设计框图,并进行了系统论证和芯片选型;其次设计并实现了以Xilinx公司的ZYNQ-7000系列芯片为核心的多天线遥测信号模拟器硬件电路平台,主要包括基带信号处理设计、射频模块设计、控制电路模块设计、调幅网络模块设计、移相网络模块设计、电源供电模块设计、串口通信模块设计等;最后基于Vivado平台用Verilog-HDL语言进行了系统软件编写及仿真测试,主要有PCM/FM调制及多普勒频移的设计、AD9361芯片内部寄存器配置、SPI时序以及数据接口程序的设计、调幅网络的程序设计、移相网络的程序设计、RS232串口通信的设计等。在本文设计的硬件平台上,通过使用频谱分析仪、矢量网络分析仪及示波器对输出信号进行了测试与分析,实现了飞行器多种目标轨迹的模拟以及相控阵接收遥测信号的模拟,符合系统功能指标要求。可适用于不同的应用环境,并根据实际的系统要求进行参数配置,具有一定的研究价值。
无人机无线通信传输系统的设计与实现
这是一篇关于AD9361,卷积编解码,QPSK解调,自动增益控制的论文, 主要内容为近年来,随着高清视频编解码技术、高精度卫星导航技术、移动基站定位技术及宽带无线通信的技术在无人机上的应用,大大提高了无人机的性能指标和应用范围。不管在工业领域还是特殊应用领域,无人机都发挥着重要作用。随着技术指标的不断提升,无人机的无线通信传输技术还需要进一步探索和发展。本文基于实验室无人机图传选题,以实现地面测控设备和无人机之间的相互通信为目的,即一方面实现地面测控设备能够发送控制指令到机载设备,另一方面实现机载设备能够把采集到的信息遥测传送到地面。本文基于AD9361+ZYNQ7045平台,完成无人机无线通信传输系统的设计与实现。虽然市场上现有多种完整的无人机无线通信解决方案,但是面对无人机通信频点可能分布在L波段、S波段或C波段等非固定频点的情况,仍不能满足要求。本文提出的设计方案,可配置的射频工作频点范围为70MHz到6GHz,足以满足多种通信频点的应用要求。本文提出的无人机无线通信传输系统的可扩展性强、应用范围广、集成度高,对无人机的无线通信传输系统的设计有一定的借鉴意义。本文的主要工作包括以下方面:(1)论述了选题研究背景及意义、国内外无人机的发展过程,并简述了研究内容及各章节内容。提出了采用AD9361结合ZYNQ7045 FPGA分别实现射频部分和基带部分的设计方案。其中,AD9361射频芯片主要完成上下变频等工作,Xilinx的FPGA芯片ZYNQ7045主要完成发送组帧和接收解帧、编解码、调制解调等工作。(2)着重论述了ZYNQ7045中基带部分的系统设计、无线链路上行和下行帧结构,并结合接收机的灵敏度和自由空间损耗两个系统指标,对本系统的相关参数进行设计和评估。(3)重点实现并分析了以下四个关键技术:卷积编解码技术,基于Matlab平台实现卷积编码及Viterbi译码的仿真;抽取及插值滤波器技术,在Vivado中实现九倍抽取滤波器的仿真;接收端载波同步技术,针对频率偏差较大的问题,采用最大似然频偏估计算法和QPSK解调方法达到降低频率偏差、有效恢复原始数据信息的目的,并基于Matlab平台实现了仿真验证;AD9361内部增益控制原理。(4)针对基带部分的具体实现上,本文提出了PS端外设寄存器的设置方法和SPI接口控制方法,给出了在PS中添加的代码,以实现AD9361芯片的BBPLL工作在1024MHz;接着,提供了通过BIST进行确定发射和接收通道信号时序的方法,并完成了AD9361芯片的自测过程;然后,论述了四相绝对相移键控(QPSK)和四相相对相移键控(DQPSK)调制方法,并在PL中实现了QPSK调制;最后,论述了QPSK解调流程和如何在PL中实现帧同步的方法。(5)通过实验室设备对该无线通信传输系统进行各项指标测试,在实验室测试成功后,采用大疆的经纬M200无人机进行搭载试飞测试,测试结果显示本选题设计的无人机无线通信传输系统满足初始设计指标。在该系统的研究基础上,可以更好地进行小型无人机组网、无人机编队飞行等系统的设计和实现,足以适应未来无人机组建中队的场景应用。
多天线遥测信号模拟器技术研究
这是一篇关于多天线,遥测信号模拟器,SOC,AD9361的论文, 主要内容为在航空航天技术与软件无线电领域,传统的遥测接收站采用机械伺服的自跟踪天线来实现目标信号的接收。但其仅支持单个目标的测控、体积较大且移动性差,已逐渐不能满足社会发展的需求。而相控阵天线的出现,不仅可以快速跟踪,搜索高速移动的目标,而且能够同时对多个目标进行测控。因此本文设计了一款基于相控阵技术的多天线遥测信号模拟器,该模拟器集运动目标轨迹模拟、不同天线单元接收到的遥测信号模拟等功能为一体。它既能产生遥测模拟信号,还可以利用上位机通过串口进行参数设置、工作模式配置等。本课题以SOC芯片和AD9361芯片为核心对多天线遥测信号模拟器进行了设计与实现,主要做了如下工作:首先根据系统的功能与指标要求提出了多天线遥测信号模拟器系统的总体设计方案,给出了系统设计框图,并进行了系统论证和芯片选型;其次设计并实现了以Xilinx公司的ZYNQ-7000系列芯片为核心的多天线遥测信号模拟器硬件电路平台,主要包括基带信号处理设计、射频模块设计、控制电路模块设计、调幅网络模块设计、移相网络模块设计、电源供电模块设计、串口通信模块设计等;最后基于Vivado平台用Verilog-HDL语言进行了系统软件编写及仿真测试,主要有PCM/FM调制及多普勒频移的设计、AD9361芯片内部寄存器配置、SPI时序以及数据接口程序的设计、调幅网络的程序设计、移相网络的程序设计、RS232串口通信的设计等。在本文设计的硬件平台上,通过使用频谱分析仪、矢量网络分析仪及示波器对输出信号进行了测试与分析,实现了飞行器多种目标轨迹的模拟以及相控阵接收遥测信号的模拟,符合系统功能指标要求。可适用于不同的应用环境,并根据实际的系统要求进行参数配置,具有一定的研究价值。
小型化无线遥控系统研究与实现
这是一篇关于无线遥控,小型化,UZ2400,AD9361,IEEE802.15.4,MAC,PHY,OQPSK的论文, 主要内容为随着高炮弹精准打击技术的不断发展,遥控系统在军事通信中的作用逐渐凸显出来。遥控系统分为收发两端,由于某种高炮弹的弹体尺寸较小,弹上可用空间紧张,因此弹载接收端的小型化电路设计十分必要。本课题针对某种小型化高炮弹的无线传输系统作为研究背景,设计了一套由地面发射系统和小型化弹载接收系统两部分组成的遥控系统,具有一定的应用价值。本文分为遥控系统理论研究、硬件设计、软件设计和实验验证四个部分进行阐述。首先,本文阐述了无线遥控与无线传输技术,并调研了 IEEE802.15.4标准的发展现状与实现方案,接着深入研究了 IEEE802.15.4标准中的媒体接入控制层(MAC)、物理层(PHY)、数据传输过程和OQPSK调制方式。接下来,根据课题背景和指标进行了遥控系统收发两端硬件平台的设计。详细阐述了遥控系统的总体硬件架构、收发两端的芯片选型、射频前端电路设计、基带电路设计和外围电路设计,并对弹载接收端的PCB进行了小型化设计。此外,进行了弹载接收端的阻抗匹配、天线仿真研究和地面发射端的功率放大电路设计。最后对遥控系统收发两端的软件部分进行了研究与设计,并进行了多组实验验证。在接收端,设计了基于STM32F103和UZ400芯片的SPI驱动、芯片配置和收发程序;在发射端,基于FPGA、AD9361芯片和IEEE802.15.4标准,实现了数据缓存、CRC校验、数据帧填写、OQPSK调制和数字接口的软件设计。在实验部分,进行了发射端多频点测试、接收FIFO测试、拉距测试和链路质量验证,证明了所设计的小型化无线遥控系统的正确性。
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