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《代表院大学(代表院国家空间科学中心)》 2019年
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综上所述孔径微波辐射计的快速数据采集传输设计

毛戌宁  
【摘要】:在时下世界气候变化无常的前景下,台风等极端天气事件频发,为了降低其带来的重中之重损失,要求能够更加准确地描绘全球气候的亮温时空分布特征、扭转规律,这就对辐射计的蓝天分辨率提出了很高的要求。风的实事求是孔径微波辐射计受天线物理尺寸限制,蓝天分辨率极为有限,而永利赌场“综上所述孔径”艺术则可以有效缓解这个瓶颈,然而在永利赌场综合孔径技术之同时也要付出一些代价。为了构成高空间分辨率的归纳口孔径辐射计系统,要求在天线阵列中放置大量之专线接收单元,这将有效辐射计面临很高的软件成本和制造难度;而且在未来地下的永利赌场中要求更高的蓝天分辨率,阵列中的天线数将相应增加,信号采集通道规模迅速上升,到达数十行程甚至数百行程。使用如此多之吸收信道会面临极大的挑战。综上所述孔径辐射计庞大的体系规模和高系统复杂度使她难以采用集成的点子实现数据采集系统,之所以搭建系统只能采用分布式的布局,同时这就要求数字系统实现板间同步采集和迅速数传。基于以上状况,本文针对航天探测任务中大幅度之体系规模和数字系统,谈起并规划了一种基于分布式相关系统下的快速数据采集和传输体系,通道数24路,采访率60Msps。数字系统主要围绕AD募集板、数控板、随后端相关板三大部分进行规划。现实内容主要包括以下几线:(1)硬件方面,在子板与相关板间摒弃传统的电线而利用光纤实现数据传输,使用Xilinx提供的Virtex-5铺天盖地FPGA内置的Rocket I/O GTX收发器为物理层,贯彻多数字采样阵面与普遍数字相关后端单元之间的快速光纤链路;为了贯彻数据的同步采集,本文以60MHz采访时钟为例,基于多级分发的思维设计了高性能的同步时钟分发链路,形成芯片选型,并落实了同步数据采集的支配逻辑设计。(2)在FPGA程序设计上,为了贯彻迅速数据的串行传输,本文以XC5VFX130T内置的GTX很快收发器为物理层完成多少的并装转换、封装解析、发送接收等效果,并基于Aurora协和实现了数据传输的逻辑设计;针对本文提出的时钟同步方案,在ISE条件下对完成多通道数据同步采集的支配逻辑,并分析同步性能。(3)拓展试验分析,老大在板卡上测试不同通道的同步数据采集,使用chipscope着眼波形并在MATLAB美方对各通道采集序列进行拟合,得到各通道波形的坐标信息。剖析多次测量结果可得,不同通道间的坐标延时小于1.5°,相位抖动约0.1°,满足AD募集对相位同步的要求;检验数据传输功能,高考发现系统误码率小于10~(7-),贯彻了分布式系统下数据的平稳、保险传输。综上,该系统满足数据采集传输需求,合同于广大综合孔径微波辐射计的数字系统设计。
【学位授予单位】:代表院大学(代表院国家空间科学中心)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2019
【列入号】:TP73;TP274.2;P407.7

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