● 摘要
本论文首先介绍了我们研制的区域定位导航系统的原理和实现方案,然后详细介绍了这个区域定位导航系统中扩频接收机部分的FPGA所完成功能的具体实现。 这个区域定位导航系统基于PCM-CDMA-BPSK通信体制,采用三点定位原理和扩频伪码测距方法实现高动态环境下飞行器的快速准确定位。这个系统中的扩频接收机所接收的信号具有码周期长、码速率高、信噪比低和动态范围大的特点。本论文针对所接收信号的上述特点,对高动态环境下扩频信号的捕获和跟踪进行了深入地研究,介绍了高动态、高码速率扩频信号接收机的实现方法,确定了信号捕获与跟踪的方案,并完成了硬件电路和FPGA的实现。本论文主要包括以下几个部分: 首先,介绍了区域定位导航系统的总体设计,扩频信号接收机的组成和硬件设计。 然后,详细介绍了扩频信号接收机中数字下变频的原理、高动态环境下伪码时延和多普勒频移对信号相关接收的影响和伪码捕获判决、伪码跟踪、载波跟踪、跟踪锁定与失锁、数据解调、帧同步等模块的原理,并在此基础上确定了扩频信号接收机的实现方案。 最后,结合系统所用FPGA器件的特点,实现了扩频接收系统中FPGA完成的各功能模块(包括数字下变频器、滑动窗、匹配滤波器、伪码跟踪电路、帧同步电路等)的设计,实际应用结果表明设计合理,性能良好,能够满足系统需要。
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