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基于通用软件无线电平台的信号级航空电子原理演示系统

时间:2022-05-16 11:10:03 浏览次数:

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1.硬件设计

信号级航空电子原理演示系统采用积木式设计思想,最小功能模块为可配置单元,通过配置不同功能单元形成不同的电子场景,以适应复杂多变的电子对抗环境需求。信号级航空电子原理演示系统的最小单元(以下简称实验单元)在逻辑上由硬件层、驱动层和软件层组成,如图1所示。

图1 USRP实验单元构成图

通过配置主机上的软件,可以利用图2中所给出的试验单元实现接收空中电磁信号,或者向空中发射电磁信号的功能。因此,软件无线电技术的优点就是利用通用的硬件平台,通过开发灵活多变的软件,实现对系统功能的配置。

信号级电子对抗原理仿真软件实现本课程中各种实验科目的功能仿真和配置。软件功能包含信号处理、无线电调幅(AM)、调频(FM)、PSK收发机,无线视频实时传输,无线扩频/跳频收发,通信信号侦收、通信信号干扰、雷达信号侦收、雷达信号干扰等功能。

从实体角度看,实验单元也可以看做是由一个带有收发天线的USRP和一台能驱动USRP且装有信号级电子对抗原理仿真软件的电脑组成。通过配置不同的实验单元,就能模拟不同电子对抗环境,构建所需要的实验科目条件。

图2 实验单元硬件组成图

本系统中由于每个实验单元均可以发射或者接收。在航空电子装备原理实验中,1发1收构成最基本的样式,如图3所示。因此,利用10套实验单元通过不同的组合实现5发5收、1发9收、1收9发等多个模式的实验环境。

图3 由两组实验单元构成的基本实验样式

2.软件设计

软件包含的内容如图4所示。

图4 软件开发内容

软件的仿真采用C++和MATLAB进行开发。为了提高软件运行速度,在仿真时采用中频和基带仿真结合的方法,降低算法的运算量。

三、系统演示

下面结合AM调制信号的产生说明系统的工作过程。首先设置USRP的IP地址,也就是主机向哪个USRP发送控制命令。然后设置IQ的速率、载波频率、增益、发射天线和样点数。调制类型这里选择AM_DSB,调制系数取0.5。设置完参数后,产生的波形如图5所示。

图5 AM调制演示

参考文献:

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