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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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基于Casper和Simulink的射电谱仪信号处理系统设计与实现

赵翠霞  
【摘要】:阳光爆发引起的极限空间天气现象会对短波通信、邮电系统、卫星导航等人类活动产生恶劣影响。太阳辐射覆盖从射电波到紫外线极宽的频带。阳光射电望远镜是对太阳活动开展射电监测的巨型电子设备。阳光射电望远镜的数据处理系统主要通过FPGA贯彻,然而FPGA规划存在逻辑编码复杂、虚假及调试难度大、耗资长的题材,这正是Casper合同硬件平台能够诞生并加大的缘故。Casper是永利赌场于射电天文数字终端的合同硬件开发平台,她底层是基于Xilinx FPGAs的可重构开源硬件。Casper库基于Casper硬件开发平台,为射电天文信号的拍卖提供了一部分软件包,可借助System Generator工具在Simulink图片化环境下开展FPGA信号处理功能的开支,大妈增强了射电天文设备的开支效率。阳光射电望远镜的一个接收单元可用作太阳射电频谱仪,本文基于ZYNQ7000规划太阳射电频谱仪的信号处理系统。老大在Simulink美方应用Casper模块和Simulink Xilinx模块设计信号处理模块,重大完成正交数字下变频(DDC)和频谱分析功能。下一场通过System Generator工具将她转化成FPGA水利。下一场通过Verilog编排相对简单的逻辑控制及其他必要模块,在Vivado付出条件搭建太阳射电频谱仪的软件处理系统。该系统主要完成对太阳射电信号的时频域处理分析。为兑现对该太阳射电频谱仪的暂时性远程监控,还计划了顶峰实时可视化接收软件。本文完成的严重性研究工作总结如下:(1)研制国内外太阳射电望远镜及太阳射电频谱仪数字系统之腾飞现状。(2)对该太阳射电频谱仪系统做深入的询问,上学通过运用Casper模块和Simulink Xilinx模块联合Vivado拓展数字信号处理功能的规划,知道远程传输工作方法。(3)穿越Casper模块和Simulink Xilinx模块联合设计该太阳射电频谱仪的信号处理系统,重大完成本振频率可调的正交数字下变频(DDC)、频谱分析等效果。下一场使用System Generator工具将设计的效益模块导出可在Vivado水利中滥用的IP核。利用Verilog编程实现积分累加模块、FPGA与ARM打电话模块,为数据串口输出做准备。(4)穿越VS MFC付出条件设计远程传输终端接收软件,重大实现频谱信息的暂时性可视化显示、接到的效益。名将跨入数据在MATLAB美方图并与软件接收数据所之图片作对比,检验了软件设计的正确。(5)基于ZYNQ7000付出板,在Vivado水利中搭建硬件系统开展该太阳射电频谱仪信号处理系统和频谱信息远程传输过程的现实运作。名将串口输出的频谱分析结果在MATLAB美方图与频谱仪的结果进行对照,检验了设计频谱分析模块和串口输出模块的正确。名将正交数字下变频的出口接频谱分析模块,根据输出频谱验证了副变频的正确。末了分析了系统之电源利用状态。
【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】:TH751

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