论文部分内容阅读
监视系统作为空中交通管理的执行基础,可以为ATM系统提供目标的各种管制信息,包括速度,高度,航向等。机场塔台通过ATM等方式获取的监视信息对空中航空器和机场地面运动目标进行判断、跟踪,以获取监视目标的位置等信息,来掌握航空器空中飞行轨迹和飞行意图、间隔及机场地面运行情况,对保障空中交通安全有显著提高。广播式自动相关监视(ADS-B)系统可为目标提供飞行空域的飞行器密度、地形、气象等飞行数据,可以让飞行员清楚地知晓附近空域的情况,提高飞行情景意识,使飞行安全系数得到提高。与现有雷达监视系统相比,ADS-B系统提供的监视信息更加实时、准确。国际民航组织(ICAO)为了便于各国间航空监视连接,提出全球空域运行一体化概念,加速了ADS-B技术的发展,也使得兼容多种模式的ADS-B接收机发展成为了必然的趋势。同时使用1090ES模式与UAT模式,可以有效减少地面站的建设数量,从而节约建设成本;可以有效提高监视效率,增加空中监视的有效性;作为机载设备,体积小,集成度高,重量轻,可以有效减少飞行空间的占用和飞行载荷。射频前端是接收机的关键部分之一,对接收机的噪声系数、动态范围、接受灵敏度等性能指标有直接影响,进而对整个监视系统的性能有间接影响。双模式ADS-B信号接收机主要由天线至A/D采样前的射频前端以及A/D采样至USB传输至上位机的数字信号处理后端两部分组成。射频前端主要由天线,低噪声放大器模块,功分器模块,滤波模块,压控震荡与锁相环模块,混频模块组成;数字信号处理后端主要由自动增益控制模块,A/D采样模块,解调与基带处理模块,位同步模块与USB传输模块组成。本文的主要工作是对射频前端及自动增益控制各模块进行设计与实现,通过利用ADS仿真软件对射频前端各模块的器件进行选择与仿真,并完成硬件电路的设计,利用ISE与Modelsim软件完成自动增益控制模块的各项功能与仿真。本论文对射频前端各个模块与自动增益控制模块进行了完整设计和系统测试,通过系统测试,锁相环本振模块输出频率为1034MHz,混频器输出为56MHz信号,均符合设计目标。系统噪声系数NF≤2.5dB;1090ES模式和UAT模式下接收机灵敏度均满足设计指标小于-90dBm;1090ES模式和UAT模式下接收机动态范围均满足设计指标大于65dBm。