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纵观航空电子系统的发展,高度综合化和数字化将是其未来的发展方向。综合航空电子系统要求采用通用化、模块化、数字化的软件可编程设计技术,将独立的航空电子设备综合成为统一的系统。其中,基于软件无线电思想的中频数字化技术是综合航空电子系统中实现信号处理硬件通用化的关键技术。本论文主要研究基于中频数字化技术的无线电导航测距中的塔康测距和精密测距信号处理算法。
传统对导航测距信号处理均是采用模拟检波、模拟脉冲处理、数字门电路处理、包络锁相、α-β滤波等传统的方式。这些传统处理方式硬件固定,不能进行算法配置和重构。因此我们提出了基于中频数字化的导航测距信号处理算法,主要体现在以下:
1)利用数字信号处理技术,实现了导航测距中频信号的数字化处理,使导航系统测距功能的升级、维护更简单,同时也代替了硬件来实现同样的功能,节约成本;
2)在导航测距基带信号采用相关和跟踪滤波的方法处理,提出了新的基带处理算法,同时用软件来实现捕获和跟踪状态之间的相互切换,达到了捕获时间快、输出精度高的效果;
3)采用小m序列实现对具有伪随机特性发射信号的控制;采用FPGA和DSP相结合大规模硬件电路实现算法信号处理和数据处理;
4)提出了新的精密测距信号处理算法,实现了一个支路对IA方式和FA方式的同步处理,简化了算法结构;
在提出算法的基础上,用MATLAB对改进的导航测距算法进行了系统建模和仿真,通过仿真分析与方案的可行性论证,确定算法和一些关键参数的值。最后将导航测距算法移植在由DSP+FPGA组成的通用硬件平台上实现导航测距功能,经过硬件实验,给出了导航测距的结果并分析了本算法的性能和精度,比较分析仿真与实际测试结果,调整参数,优化导航测距系统的性能,满足工程应用的需求。