基于软件无线电罗盘激励器系统设计

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1、基于软件无线电罗盘激励器系统设计　　摘要：为了对某型无线电罗盘系统的性能进行调试与维护，提出了一种基于软件无线电思想的罗盘激励器的设计方案。对罗盘信号的结构和特点进行了分析，并重点对罗盘激励器的硬件和软件设计进行了介绍。系统硬件采用FPGA+DSP的方案，能够实现高速的运算和处理。软件部分则以DDS技术为核心，并通过调用FPGA的各种IPCore实现对罗盘信号的模拟输出。经过测试，采用该方案的罗盘激励器系统工作稳定，输出精度高，达到了各项指标的要求。关键字：软件无线电；罗盘激励器；FPGA+DSP；DDS；IPCore中图分类号：T

2、N965.3?34文献标识码：A文章编号：1004?373X（2014）03?0038?04DesignofcompassactuatorsystembasedonsoftwareradioDONGLi?meng，LIYong（SchoolofElectronicandInformation，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072，China）Abstract：Tomaintainanddebugacertaintypeofradiocompasssystem，adesignm

3、ethodofcompass13actuatorisproposed，whichisbasedonthethoughtofsoftwareradio.Thestructureandcharacteristicsofthecompasssignalsareanalyzed，andthehardwareandsoftwaredesignofthecompassactuatorarefocusedon.TheFPGAandDSPareusedinhardwaresystem，whichcouldachievehighspeedcomput

4、ingandprocessing.ThesoftwareusesDirectDigitalSynthesis（DDS）technology，andrealizestheanalogoutputofcompasssignalsbyapplyingvariousIPCoreofFPGA.Throughthetest，itisprovedthatthecompassactuatorbasedontheprogramisstableandtheoutputaccuracyishigh，thevariousstandardsreachther

5、equirment.Keywords：softwaredefinedradio；compassactuator；FPGA+DSP；DDS；IPCore0引言罗盘激励器是用于测试和修复机载无线电罗盘系统的设备。通过模拟组合天线输出的导航信号，并将其输送给罗盘接收机，从而实现对无线电罗盘导航灵敏度以及系统工作稳定性的改善功能[1]。随着无线电罗盘在飞机导航中的大量应用，为保证罗盘的正常工作，罗盘激励器在无线电罗盘系统的生产与维护中发挥着极其重要的作用。13直接数字合成技术（DirectDigitalSynthesis，DDS），在罗盘激

6、励器的设计中有很高的应用价值。目前主要采用通过单片机控制DDS芯片，再送给外围控制、滤波电路来模拟罗盘信号的方法，但是该方法对DDS硬件的依赖性较大，且单片机工作速率低，抗干扰能力较差，使系统的灵活性及工作稳定性有所不足。为了改善这一问题，采用软件无线电的理论，设计并实现了一种基于FPGA+DSP的硬件方案，重点通过软件设计实现了对罗盘信号的模拟功能。1软件无线电思想及无线电罗盘结构软件无线电（SoftwareDefinedRadio，SDR）是一种无线电广播通信技术，其基本思想是以一个固定的硬件平台作为基础，通过软件来实现无线电台

7、的各项功能，也就是说，将A/D和D/A尽量的靠近天线，利用软件来替代硬件实现通信的各种功能，使系统具有模块化、灵活性以及可重构性的特点[2]。软件无线电思想的提出，使设备的通信功能对硬件的依赖性发生改变，实现了从模拟通信到数字通信后的第三次革命。13无线电罗盘是一种机载的导航设备。它通过组合天线接收地面导航台发射的中波信号，并从中解析出飞机纵轴相对于导航台的方位角信息，从而实现对飞机的正确导航。目前大多数无线电罗盘系统主要由接收机、控制台、方位指示器以及组合天线构成，其中接收机用于产生调幅罗盘信号，控制盒用于转换系统的工作状态，方位

8、指示器用于指示飞机、电台的方位等[3]。组合天线是由两个环形天线和一个垂直天线构成，其中的两个环形天线分别叫作横向天线和纵向天线。环形天线是一种方向性的天线，其方向性是在水平面以环形天线为中心的“8”字图形，在垂直面没有方向性。而垂直