基于fpga的无人机mls中频接收机研究与实现

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1、万方数据第19卷第6期2012年6月电光与控制ElectronicsOptics＆ControlV01．19No．6June2012基于FPGA的无人机MLS中频接收机研究与实现王伟，张斌，吴松(空军工程大学电讯工程学院，西安710077)摘要：无人机着陆采用微波着陆系统(MLS)作导航系统具有很大优势，针对MLS信号高精度2DPSK解调和AM解调的要求，提出了一种基于FPGA的中频数字化解调方案；分析了改进科斯塔斯环法(Costas)实现载波同步及数字正交AM解调的原理；重点介绍了利用坐标旋转数字式计算机(CORDIC)算法实现数控振荡器(NCO)、鉴相、AM解调关键模块的设计过程。该算法

2、采用流水线结构，只有加法和移位，资源消耗低、效率高、易于FPGA实现。应用VHDL硬件语言进行编程．采用同一电路完成了2DPSK解调和AM解调。仿真结果证明了方案的可行性和准确性，该方案可广泛应用于多种数字中频接收机，具有广阔的应用前景。关键词：无人机；微波着陆系统；2DPSK解调；AM解调；坐标旋转数字式计算机中图分类号：V279；TN96文献标志码：A文章编号：1671—637X(2012)06-0092—05ImplementationofIntermediateFrequencyReceiverofMLSinUAVBasedonFPGAWANGWei,ZHANGBin,WUSong·

3、(TelecommunicationEngineeringInstitute,AirForceEn#neeringUniversity,Xi’an710077，China)Abstract：TheMicrowaveLandingSystem(MLS)isadvantageouswhenusedasthenavigationsystemofUnmannedAerialVehicles(UAV)．Toachievehigh—precision2DPSKdemodulationandAMdemodulationofMLSsisnaLaFPGA—baseddigitalintermediate丘eq

4、uencydemodulationschemeispresented．TheprincipleofcarriersynchronizerbasedonimprovedCostasanddigitalquadratureAMdemodulationaleanalyzed．ThedesignofNC0．phasedetectorandkeymoduleofAMdemodulationbasedonCORDICalgorithmaleintroducedindetail．Thealgorithmadoptspipelinearchitecture,andhasonlyadditionandshig

5、thuslessresourceisconsumed,theefficiencyishishandit'seasytoimplementinFPGA．TheprogrameisfinishedinVHDL．The2DPSKdemodulationandAMdemodulationarecompletedusingthe$anlecircuit．Thesimulationresultsprovethefeasibilityandaccuracyofthescheme．TheachemeCallbeappliedinavarietyofdigitalintermediatefrequencyre

6、ceivers,andhasbroadapplicationprospects．Keywords：UtmmnnedAerialVehicle(UAV)；MicrowaveLandingSystem(MrS)；2DPSKdemodulation；AMdemodulation：CORDIC0引言大型无人机自主着陆问题是影响无人机飞行安全和出勤率的重要因素。国外无人机自主着陆多采用基于GPS的组合导航方式。国内无人机自动起降系统功能和性能还不能完全满足要求，相关标准尚未确立。微波着陆系统(MLS)是目前国内机场配备的精度最高的飞机进近着陆系统，其特点是信号覆盖空间大，精度收稿日期：201I一05—

7、18修回日期：2011—06—30作者简介：王伟(1987一)，男，河北石家庄人，硕士生．主要研究方向为军用无线电导航。高，受场地环境影响小，所提供的进近方式更加灵活n3。采用MLS作为无人机的自主导航系统，可以充分利用现有地面资源，在飞机上安装一部接收机，提供精密的制导信息，同时摆脱了GPS受制于人的缺陷。因此，研究MLS信号的高精度解调具有十分重要的意义。MLS信号中的数字信息采用2DPSK调制方式，采用