廣西機(jī)電電路CAD實(shí)訓(xùn)報(bào)告文檔
實(shí)訓(xùn)總結(jié)
在周老師的指導(dǎo)下,我們班進(jìn)行了為期一周的電路CAD的制圖集中實(shí)訓(xùn),主要是針對原理圖和PCB的繪制。通過實(shí)訓(xùn),我們進(jìn)一步掌握protel的應(yīng)用,增強(qiáng)了動手操作能力。
時(shí)間過得真快,轉(zhuǎn)眼,一周的電路CAD實(shí)訓(xùn)已經(jīng)結(jié)束。現(xiàn)在回想起剛進(jìn)機(jī)房的那懵懂,自己都覺得好笑。經(jīng)過一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí),面對綜合量大點(diǎn)的圖形,竟然不知從何下手。上課是一步一步,一個(gè)一個(gè)命令的學(xué),課后的聯(lián)系也沒有涉及到前后的知識,知識的連貫性不大,當(dāng)我們進(jìn)行實(shí)際運(yùn)用時(shí),發(fā)現(xiàn)之前學(xué)的有點(diǎn)陌生。
剛開始,有些浮躁,機(jī)房生活很枯燥,每天呆在機(jī)房5個(gè)小時(shí),著實(shí)有些吃不消。在擺正心態(tài)后,我開始以信的態(tài)度面對實(shí)訓(xùn)。接下來的日子里,我一直認(rèn)認(rèn)真真在一旁協(xié)助我的組員繪制每一個(gè)圖,思考每一個(gè)細(xì)節(jié),作圖步驟,哪怕是一個(gè)很小的問題,也都會很仔細(xì),在作圖的過程中的確遇到了不少的難題,但都在老師和同學(xué)的幫助下,一個(gè)一個(gè)的被我們擊破,自己難免會感到有點(diǎn)驚喜,從而增強(qiáng)了對protel的興趣。
學(xué)習(xí)最怕的就是缺少興趣,有了興趣和好奇心,做什么是都不會感到累,于是我不斷從網(wǎng)上搜集資料,補(bǔ)充自己的知識盲點(diǎn)。
在實(shí)訓(xùn)的一周里我不僅了解到了實(shí)在的學(xué)習(xí)內(nèi)容,并且,了解到很多課本以外的知識,這就是“尋根”。欲學(xué)習(xí)一門技術(shù),必須透徹的了解與它有關(guān)的所有知識。我們的每畫一個(gè)原理圖就一步一步的漸進(jìn),從中吸取很多的精華。
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貴州航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院
電路CAD實(shí)習(xí)
報(bào)告冊
設(shè)計(jì)題目:專業(yè):指導(dǎo)教師:姓名:學(xué)號:
201*年6月
摘要
二次雷達(dá)(SecondarySurveillanceRadar)在民航空中交通管制(AirTrafficControl)和軍事敵我識別(IdentificationFriendorFoe)系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。應(yīng)答解碼系統(tǒng)的性能好壞直接關(guān)系到二次雷達(dá)的使用,影響空中交通管制的安全和軍事作戰(zhàn)結(jié)果。因此,全球各大廠商都投入很大精力,爭相研制性能優(yōu)越的二次雷達(dá)及應(yīng)答解碼處理系統(tǒng)。
本文描述了項(xiàng)目背景和應(yīng)用價(jià)值;闡述了二次雷達(dá)的發(fā)展歷程;簡介了單脈沖二次雷達(dá)的系統(tǒng)原理;說明了ALTERA公司的FPGA結(jié)構(gòu)原理及其主要運(yùn)用;主要論述了單脈沖二次雷達(dá)應(yīng)答解碼系統(tǒng)的主要功能和硬件算法設(shè)計(jì);本文也對單脈沖二次雷達(dá)應(yīng)答解碼系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理處理流程作了簡要介紹,以便構(gòu)成完整的應(yīng)答解碼系統(tǒng)。
在本項(xiàng)目研制中,應(yīng)答解碼處理系統(tǒng)借鑒軟件無線電設(shè)計(jì)思想,采用先進(jìn)的現(xiàn)場可編程陣列芯片F(xiàn)PGA+PC104計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。運(yùn)用超大規(guī)模集成電路使應(yīng)答回波解碼處理集成在一片F(xiàn)PGA芯片內(nèi),做到應(yīng)答解碼SOPC,具有靈活性好、適應(yīng)性強(qiáng)、集成度高、可靠性高和擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn);采用PC104體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)模塊作為數(shù)據(jù)處理硬件平臺具有處理能力強(qiáng)、實(shí)時(shí)性高、通用性好等特點(diǎn),使系統(tǒng)處理性能大大提高,克服了早期的二次雷達(dá)應(yīng)答解碼處理采用分立元件、中小規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)的性能低、可靠性差和處理能力弱的缺點(diǎn)。
在本項(xiàng)目研制中,本人負(fù)責(zé)單脈沖二次雷達(dá)應(yīng)答解碼系統(tǒng)方案論證、性能指標(biāo)分析和測試驗(yàn)證,重點(diǎn)是單脈沖二次雷達(dá)應(yīng)答解碼處理研究和設(shè)計(jì)。經(jīng)過一年多的設(shè)計(jì)調(diào)試和應(yīng)答解碼算法研究,并在整機(jī)上聯(lián)試和長期進(jìn)行民航班機(jī)的詢問觀測使用,現(xiàn)已通過專家鑒定,取得了良好成效,整個(gè)項(xiàng)目研制達(dá)到了研制要求和預(yù)期的效果。
關(guān)鍵詞:單脈沖二次雷達(dá),應(yīng)答解碼,數(shù)據(jù)處理,F(xiàn)PGA
I目錄
目錄
第一章引言..........................................................................................................................1
1.1背景.......................................................................................................................................11.2項(xiàng)目實(shí)用價(jià)值........................................................................................................................11.3國內(nèi)外研究動態(tài)..................................................................................錯(cuò)誤!未定義書簽。1.4項(xiàng)目目標(biāo)及設(shè)計(jì)內(nèi)容..........................................................................錯(cuò)誤!未定義書簽。第二章單脈沖二次雷達(dá)的系統(tǒng)原理...............................................................................................2
2.1系統(tǒng)信號流程.........................................................................................................................22.2詢問模式................................................................................................................................22.3應(yīng)答信號................................................................................................................................3
2.3.1識別碼..........................................................................................................................32.3.2高度碼........................................................................................錯(cuò)誤!未定義書簽。2.4詢問旁瓣抑制.......................................................................................錯(cuò)誤!未定義書簽。2.5接收旁瓣抑制.......................................................................................錯(cuò)誤!未定義書簽。2.6單脈沖原理..........................................................................................錯(cuò)誤!未定義書簽。第三章應(yīng)答解碼系統(tǒng)的功能和硬件算法設(shè)計(jì)...............................................................................4
3.1FPGA介紹.............................................................................................................................4
3.1.1FPGA的選型..............................................................................................................43.1.2硬件開發(fā)工具...........................................................................錯(cuò)誤!未定義書簽。3.1.3FPGA硬件資源的應(yīng)用............................................................錯(cuò)誤!未定義書簽。3.2單脈沖二次雷達(dá)應(yīng)答解碼系統(tǒng)的主要功能.......................................錯(cuò)誤!未定義書簽。
3.2.1信號解碼....................................................................................錯(cuò)誤!未定義書簽。3.2.2系統(tǒng)工作配合............................................................................錯(cuò)誤!未定義書簽。3.2.3可測試性設(shè)計(jì)............................................................................錯(cuò)誤!未定義書簽。
第四章總結(jié)......................................................................................................................................7致謝....................................................................................................................................................8參考文獻(xiàn)..............................................................................................................................................9在學(xué)期間研究成果............................................................................................................................46
II第一章引言
第一章引言
1.1背景
雷達(dá)是英文Radar單詞的音譯,是RadioDetctionandRanging的縮寫,原意為“無線電檢測和測距”,即用無線電方法發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并測定它們在空間的位置,因此,雷達(dá)也稱為“無線電定位”。隨著雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展,雷達(dá)的任務(wù)不僅是測量目標(biāo)的距離、方位和仰角,而且還包括測量目標(biāo)的速度及目標(biāo)形態(tài)等特性。
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1.2項(xiàng)目實(shí)用價(jià)值
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次雷達(dá)整機(jī)聯(lián)試,實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)指標(biāo)要求;寫成總結(jié)報(bào)告。
在本項(xiàng)目中作者采用了FPGA+PC104的硬件體系結(jié)構(gòu),完成所有硬件電路的設(shè)計(jì),并主要致力于以下幾個(gè)方面的工作:1)高速大容量FPGA設(shè)計(jì)技術(shù);2)高速ADC的應(yīng)用;3)單脈沖二次雷達(dá)應(yīng)答信號解碼算法研究。
電路CAD實(shí)習(xí)
本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容安排如下:
第一章項(xiàng)目的研制背景、國內(nèi)外研究動態(tài)及研究價(jià)值等。第二章單脈沖二次雷達(dá)的系統(tǒng)原理。
第三章應(yīng)答解碼系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)原理、算法和實(shí)現(xiàn)方法。第四章應(yīng)答解碼系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)原理和算法流程。第五章試驗(yàn)結(jié)果。第六章總結(jié)。
第二章單脈沖二次雷達(dá)的系統(tǒng)原理
第二章單脈沖二次雷達(dá)的系統(tǒng)原理
本章結(jié)合本項(xiàng)目研制的單脈沖二次雷達(dá)樣機(jī),介紹單脈沖二次雷達(dá)系統(tǒng)的主要原理。
2.1系統(tǒng)信號流程
Σ天線ΔΩ發(fā)射機(jī)/接收機(jī)模擬視頻STC、1bit視頻標(biāo)志、和差數(shù)據(jù)解混淆、誤碼、干擾、RSLS置信度、RSLS視頻處理數(shù)字視頻應(yīng)答處理應(yīng)答報(bào)告抑制假應(yīng)答非同步干擾進(jìn)一步抑制遺留干擾目標(biāo)航跡報(bào)告應(yīng)答相關(guān)原始目標(biāo)報(bào)告航跡相關(guān)終端顯示
圖2-1單脈沖二次雷達(dá)工作流程圖
2.2詢問模式
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電路CAD實(shí)習(xí)
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2.3應(yīng)答信號
空中飛行目標(biāo)的應(yīng)答器在收到一個(gè)正確的詢問模式脈沖后,根據(jù)詢問模式自動應(yīng)答一串脈沖,這串脈沖就叫做應(yīng)答碼,其信號形式如圖2-3所示[3]。
碼位1.45μs0.45μs4.35μsA4XB1D1B2D2B4D4F2SP1F1C1A1C2A2C4××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××
假如以移動臺坐標(biāo)(x,y)為圓心半徑為r的圓內(nèi),出現(xiàn)的概率為50%,那么這個(gè)半徑r就被稱之為圓概率誤差。CEP有以下幾種估算式(設(shè)xy)。
221/2CEP0.75(xy)(2-19)
法中(2-18)式精度最高,誤差小于1%,式(2-19)和式(2-10)計(jì)算相對簡單但是誤差高一些一般誤差小于10%。
2.3.1識別碼
×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××2.3.1.1識別碼的作用
20.35μs示例F1A1A2B2D4F201*10000010011A4:A2:A1B4:B2:B1C4:C2:C1D4:D2:D1二進(jìn)制0:1:10:1:00:0:01:0:0示例:代碼3204十進(jìn)制3204
圖2-3應(yīng)答信號
×××××××××××××××××××××××××××××
CEP0.563max(x,y)0.614min(x,y)(2-20)
其中x和y分別為定位結(jié)果在X坐標(biāo)上和Y坐標(biāo)上的方差,上面幾種估計(jì)方
第四章數(shù)據(jù)處理軟件算法設(shè)計(jì)原理
第三章應(yīng)答解碼系統(tǒng)的功能和硬件算法設(shè)計(jì)
3.1FPGA介紹
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3.1.1FPGA的選型
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××××××××××××××××××××××××××××Stratix系列FPGA的簡要特性見表3-1所示[4]。
表3-1StratixFPGA系列
特性邏輯單元LEM512RAMM4KRAMM-RAMDSP塊鎖相環(huán)最大用戶I/OEP1S10105709460166426EP1S201*460194822106586EP1S25256602241382106706EP1S303247029517141210726EP1S404125038418341412822EP1S6057120574292618121022EP1S8079040767364922121238
第四章數(shù)據(jù)處理軟件算法設(shè)計(jì)原理
第四章數(shù)據(jù)處理軟件算法設(shè)計(jì)原理
4.1點(diǎn)/航跡處理
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第五章試驗(yàn)結(jié)果
第五章試驗(yàn)結(jié)果
作為一個(gè)課題和研制產(chǎn)品,在完成解碼算法研究和功能設(shè)計(jì)后,要進(jìn)行各項(xiàng)性能的詳細(xì)測試,這主要包括應(yīng)答解碼測試和整機(jī)使用驗(yàn)證。
5.1應(yīng)答解碼系統(tǒng)試驗(yàn)
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第六章總結(jié)
第六章總結(jié)
早期的二次雷達(dá)應(yīng)答解碼系統(tǒng)多采用分立元件、中小規(guī)模集成電路和可編程芯片設(shè)計(jì),在本項(xiàng)目研制中應(yīng)答解碼采用先進(jìn)的可編程FPGA設(shè)計(jì),使應(yīng)答解碼做到SOPC,具有靈活性好、適應(yīng)性強(qiáng)、集成度高和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)[19]。本FPGA的系統(tǒng)時(shí)鐘是20MHz,極大地提高了應(yīng)答解碼的處理速度和精度。整個(gè)FPGA資源統(tǒng)計(jì)如下:
邏輯資源利用率略大于50%;引腳利用率80%;存儲器利用率66%;
DSP利用率6%。在本應(yīng)答解碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,采用PC104體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)模塊作為數(shù)據(jù)處理硬件平臺,具有處理能力強(qiáng)、實(shí)時(shí)性高和通用性好等特點(diǎn),使系統(tǒng)處理能力大大提高,數(shù)據(jù)處理能力達(dá)到的指標(biāo)為:
點(diǎn)跡處理能力:≥10000點(diǎn)/10s;航跡處理能力:≥300批/10s。
經(jīng)過長達(dá)半年多時(shí)間的系統(tǒng)測試和工作使用,單脈沖二次雷達(dá)及其應(yīng)答解碼系統(tǒng)研制達(dá)到了預(yù)期的效果,現(xiàn)已經(jīng)過所級專家鑒定,其整體性能指標(biāo)已超過了國內(nèi)外同類產(chǎn)品水平,為我所S模式的單脈沖二次雷達(dá)應(yīng)答解碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)積累了經(jīng)驗(yàn),奠定了基礎(chǔ)。
對系統(tǒng)進(jìn)一步改進(jìn)的建議:
利用和、差兩路回波幅度信息,提取在多目標(biāo)應(yīng)答回波交疊的情況下各
應(yīng)答代碼及置信度,提高應(yīng)答混淆情況下的代碼提取準(zhǔn)確性;
根據(jù)反射應(yīng)答碼在距離和回波幅度等特點(diǎn),加強(qiáng)在強(qiáng)反射環(huán)境下的應(yīng)答
反射代碼自動抑制;
進(jìn)一步研究S模式的單脈沖二次雷達(dá)應(yīng)答解碼系統(tǒng)。
致謝
致謝
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參考文獻(xiàn)
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