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近年来,现代民用航空事业在国民经济全面发展中占据重要的地位,成为促进经济繁荣,社会进步并维护其稳定的强大力量。但是随着无线电台的增加,民航机场航线航班数量的增加,以及人为恶意无线电干扰源的存在,民用航空无线电频率安全问题日益突出,直接威胁到民航飞行安全。针对这种情况,发现并利用飞机散射信号,并通过精确测量其载波频率,达到查找定位地面干扰源的目的,来保证民用航空无线电频率的安全使用。
本文在FPGA硬件开发平台上实现了无线电信号快速识别发现系统,发现指监测飞机散射信号有无,识别为精确估计散射信号的载波频率这一参数的过程。针对信号发现过程,文章设计了基于能量检测法的信号发现系统,并在FPGA上进行实现。而在识别系统中,优先采用了载波跟踪环方法对无线电信号载波频率的估计,是由于载波跟踪环会受到其系统性能矛盾的限制,信号估计精度不太理想。为了提高信号频率估计性能,本文设计了一种基于相位线性回归的载波频率估计测量方法,首先说明了其采用的信号模型,再通过最小二乘法建立信号频率的线性拟合方程,然后求其闭式解达到载频估计的目的,最后在xc5vsx95t的FPGA硬件平台上实现实时信号处理系统。实验表明,该算法可靠性高且占用资源少,它能够有效地完成无线电信号的高精度载频估计任务。经测试该系统工作稳定可靠并且已经应用到实际无线电信号载频估计测试之中。