基于FPGA的非相干AGC透传测距系统设计与实现

本文档主要探讨了一种基于FPGA的测控应答机透传测距系统的详细设计与实现。该系统的关键技术包括以下几个方面： 1. 测距转发模式的选择：文中首先比较了不同的测距转发模式，最终选择了非相干自动增益控制（AGC）模式，这是因为这种模式能够确保在接收过程中保持信号加噪声功率的稳定性，这对于测距的精度至关重要。 2. 锁相环（PLL）的应用：系统的核心部分之一是基于锁相环原理设计的主载波解调模块。这个模块的作用是精确提取接收中频信号的相位信息，这是测距系统计算距离的基础。 3. 自动增益控制（AGC）模块：为了补偿无线信道中的动态变化，如信号强度的波动，AGC模块被用来自动调整接收机的增益，确保测距滤波器输出信号的质量。 4. FIR滤波器的设计：利用FDATOOL工具和Xilinx的FIR IP核，文中实现了158阶的带通滤波器。这个滤波器在FPGA内部被复用，目的是高效地从星上信号中提取侧音，进一步用于测距计算。 5. 相位调制器的集成：提取出的侧音信号与遥测副载波产生的信号以及遥测数据一起输入相位调制器，经过调制后，形成完整的转发信号，送往发射机。 6. 实际应用价值：整个系统设计旨在提供一个有效且具有实用价值的解决方案，它能够在卫星和地面站之间实现测距转发，对于卫星通信和导航有着重要的作用。 通过仿真实验和Matlab频谱测试，该系统功能得到了验证，证明其能够准确地进行测距转发任务。这些研究成果对于提升卫星通信系统的性能，特别是对于需要高精度测距的领域，如全球定位系统（GPS）和深空探测，具有重要意义。 本文的研究成果对于电子设计工程师、卫星通信领域的研究人员以及从事FPGA开发的专业人员具有很高的参考价值，展示了FPGA技术在测控应答机测距系统中的应用潜力和优势。