基于ZYNQ平台的多模导航接收机的实现
随着航空工业的不断进步，航空电子设备正朝着综合化、模块化和通用化的方向发展。对于机载导航设备而言，如何实现陆基无线电导航设备的集成化、通用化已成为该领域的重要研究方向。本文针对通用飞机的机载导航设备需求，对仪表着陆系统和伏尔系统的机载导航设备功能集成化和综合化展开了以下研究。 首先，研究了仪表着陆系统和伏尔系统的导航原理，剖析了导航系统的构成，测角原理，导航信号的生成方式和数学模型，为后续机载接收设备信号解析提供了理论依据。 其次，按照仪表着陆系统和伏尔系统的国家标准，分析了多模导航接收机的功能需求和性能指标要求，并以此提出了多模导航接收机的硬件设计方案。采用全可编程片上系统芯片ZYNQ、集成式射频收发芯片AD9361，分别作为射频接收单元、基带信号处理单元的主要器件，并通过相关外围电路的设计完成了接收机信号处理功能硬件平台的搭建。 再次，设计了仪表着陆信号和伏尔信号的处理流程，采用数字信号解调技术、基带信号抽取方法和数字滤波方法，实现了仪表着陆信号DDM（调制度差）解析和伏尔信号相位差解算的功能。使用数字信号处理开发工具，建立了各个功能模块的SystemGenerator设计模型，实现了基于FPGA的仪表着陆信号和伏尔信号处理功能。进一步通过仿真验证了仪表着陆和伏尔信号解析逻辑功能设计的正确性。 最后，通过数字回环测试和实际射频信号测试了接收机数字基带信号接口功能和射频链路数据接收功能，并进一步测试了仪表着陆信号的导航参量DDM和伏尔信号的导航参量30Hz信号相位差数据解析功能。 测试结果表明，接收机在对包含不同DDM的航向和下滑输入信号接收时，其航向DDM解析值满足±0.004DDM的指标要求，下滑DDM解析值满足±0.006DDM指标要求;在对包含不同固定相位差的伏尔输入信号接收时，其VOR角度解析值满足±0.0262rad(±1.5。)的指标要求。
航空飞机;多模导航接收机;仪表着陆系统;伏尔系统
西安石油大学
硕士
控制工程
毛艳慧
2022
中文
V249.32
2023-05-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）