Hệ thống xử lý tín hiệu số trong định vị vô tuyến

MỞ ĐẦU

1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ KỸ THUẬT RAĐA HIỆN ĐẠI

1.1. Các chức năng cơ bản và các kỹ thuật xử lý của rađa hiện đại

1.2. Sơ đồ khối rađa xung

1.3. Kết luận chương 1 và tiếp cận mục tiêu luận án

2. CHƯƠNG 2: GIA CÔNG VÀ XỬ LÝ TÍN HIỆU

2.1. Gia công tín hiệu

2.2. Tạo dạng sóng và giải pháp phát mã xen kẽ sử dụng vi điều khiển

2.3. Mô phỏng kĩ thuật phát mã Barker và mã M xen kẽ

2.4. Mã điều tần tuyến tính LFM

2.5. Chế tạo mạch dùng vi điều khiển PIC16F877A phát mã Barker

2.6. Kết quả mã Barker được phát bởi mạch VĐK PIC16F877A

2.7. Điều chế trung tần mã BPSK của chuỗi Barker 13 bít dùng VĐK

2.8. Mô phỏng quá trình trộn mã lên trung tần

2.9. Thiết kế và chế tạo khối trộn mã BPSK trung tần

2.10. Giải pháp nâng cao tỉ số tín hiệu/tạp, độ phân giải

2.11. Sự phụ thuộc của tỉ số tín hiệu/tạp theo các thông số rađa

2.12. Khảo sát bộ lọc phối hợp và hàm bất định

2.13. Xác suất phát hiện và xác suất báo động lầm khi có nhiễu

2.14. Một số lí thuyết về xác suất phát hiện và xác suất báo động lầm

2.15. Mô phỏng việc tính toán mối quan hệ giữa PD, Pfa, và tỉ số SNR

2.16. Mô phỏng khảo sát kỹ thuật tích lũy xung

2.17. Kỹ thuật nén xung tín hiệu điều chế BPSK mã Barker xen kẽ mã M

2.18. Thiết kế, chế tạo các bộ lọc số FIR, IIR trên DSP TMS320C6416T

2.19. Lí thuyết về kĩ thuật lọc số FIR và IIR

2.20. Một số mô phỏng về kỹ thuật lọc số

2.21. Thiết kế bộ lọc trên TMS320C6416T DSK

2.22. Thiết kế và chế tạo A/D, D/A tốc độ cao cho DSP56307EVM

2.23. Bo xử lí tín hiệu số DSP56307EVM của hãng Motorola

2.24. Thiết kế và chế tạo A/D, D/A tốc độ cao cho DSP56307

2.25. Kết luận chương 2

3. CHƯƠNG 3: CHẾ TẠO TUYẾN THU PHÁT SIÊU CAO TẦN

3.1. Khối dao động nội sử dụng kỹ thuật tổ hợp tần số PLL

3.2. Kỹ thuật tổ hợp tần số dùng vòng khóa pha

3.3. Thực hiện tổ hợp tần số dùng PLL bằng vi điều khiển

3.4. Các kết quả của khối tạo dao động nội cao tần

3.5. Một số lý thuyết về máy thu siêu cao tần

3.6. Thiết kế và chế tạo máy thu giải mã UHF

3.7. Khái niệm về khuếch đại công suất cao tần

3.8. Tham số tán xạ

3.9. Đường dây vi dải

3.10. Mô phỏng bằng ADS

3.11. Thiết kế và chế tạo khối khuếch đại công suất cao tần

3.12. Công suất xung 90 W

3.13. Công suất 2 tầng 45 W và 90 W

3.14. Kết luận chương 3

KẾT LUẬN CHUNG

DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Cơ sở kỹ thuật rađa hiện đại

Chương này tập trung vào việc trình bày các khái niệm cơ bản về xử lý tín hiệu số trong hệ thống định vị vô tuyến. Các chức năng cơ bản và các kỹ thuật xử lý của rađa hiện đại được phân tích chi tiết. Sơ đồ khối của một rađa xung được giới thiệu, cho thấy cách thức hoạt động của hệ thống. Các công nghệ định vị vô tuyến hiện đại yêu cầu khả năng xử lý tín hiệu phức tạp hơn, đòi hỏi sự kết hợp giữa lý thuyết và thực tiễn. Việc áp dụng các linh kiện điện tử mới giúp tăng cường chức năng và giảm kích thước của hệ thống. Các nghiên cứu trước đây về tín hiệu số và các ứng dụng của chúng trong rađa cũng được đề cập, nhấn mạnh tầm quan trọng của việc phát triển công nghệ này trong bối cảnh hiện đại.

1.1. Các chức năng cơ bản của rađa

Rađa hiện đại có nhiều chức năng quan trọng, bao gồm phát hiện và định vị mục tiêu. Các kỹ thuật xử lý tín hiệu như mã Barker và điều chế BPSK được sử dụng để cải thiện độ chính xác và khả năng phát hiện. Việc áp dụng các phương pháp xử lý số giúp tối ưu hóa tỉ số tín hiệu/tạp, từ đó nâng cao hiệu suất của hệ thống. Các nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng công nghệ DSP trong rađa có thể cải thiện đáng kể khả năng phát hiện và theo dõi mục tiêu trong môi trường phức tạp.

II. Gia công và xử lý tín hiệu

Chương này đi sâu vào các phương pháp gia công và xử lý tín hiệu số. Các kỹ thuật như tạo dạng sóng và phát mã xen kẽ được mô tả chi tiết. Mô phỏng kỹ thuật phát mã Barker và mã M xen kẽ cho thấy hiệu quả của các phương pháp này trong việc nâng cao khả năng phát hiện. Việc sử dụng vi điều khiển PIC16F877A trong chế tạo mạch phát mã Barker được phân tích, nhấn mạnh tầm quan trọng của việc áp dụng công nghệ hiện đại trong thiết kế hệ thống. Các kết quả từ mô phỏng cho thấy rằng việc điều chế trung tần mã BPSK có thể cải thiện đáng kể độ nhạy của hệ thống.

2.1. Kỹ thuật nén xung tín hiệu

Kỹ thuật nén xung tín hiệu là một phần quan trọng trong xử lý tín hiệu số. Việc áp dụng các bộ lọc số FIR và IIR giúp cải thiện tỉ số tín hiệu/tạp. Các mô phỏng cho thấy rằng việc sử dụng bộ lọc số có thể giảm thiểu nhiễu và tăng cường độ chính xác của tín hiệu. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng việc tối ưu hóa các thông số của bộ lọc có thể dẫn đến những cải tiến đáng kể trong khả năng phát hiện của hệ thống rađa.

III. Chế tạo tuyến thu phát siêu cao tần

Chương này trình bày về việc chế tạo các khối thu phát siêu cao tần. Kỹ thuật tổ hợp tần số kết hợp với vi điều khiển được sử dụng để tạo ra khối dao động nội cao tần. Các thông số kỹ thuật của máy thu UHF được phân tích, cho thấy khả năng nhạy cao và hiệu suất vượt trội so với các máy thu truyền thống. Việc áp dụng các linh kiện mới và công nghệ hiện đại trong thiết kế giúp cải thiện đáng kể hiệu suất của hệ thống. Các kết quả thực nghiệm cho thấy rằng việc tối ưu hóa thiết kế có thể dẫn đến những cải tiến lớn trong khả năng phát hiện và theo dõi mục tiêu.

3.1. Kỹ thuật tổ hợp tần số

Kỹ thuật tổ hợp tần số là một phần quan trọng trong việc chế tạo hệ thống rađa hiện đại. Việc sử dụng vòng khóa pha (PLL) giúp cải thiện độ ổn định và độ chính xác của tần số phát. Các nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng PLL trong thiết kế có thể nâng cao đáng kể hiệu suất của hệ thống. Các kết quả từ mô phỏng và thực nghiệm cho thấy rằng việc tối ưu hóa các thông số của PLL có thể dẫn đến những cải tiến lớn trong khả năng phát hiện và theo dõi mục tiêu.

Luận án tiến sĩ về hệ thống xử lý tín hiệu số trong hệ định vị vô tuyến