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多通道干扰机控制系统设计

何垂柯  
【摘要】:随着国内外无人机技术的快速发展,无人机“黑飞”事件频繁发生,已严重威胁到机场、军事禁区和其它敏感区域的空域安全。鉴于此,本论文基于ZYNQ和AD9361软件无线电平台设计出了一种8通道干扰机控制系统。该控制系统能动态配置各通道的信道参数,让每个通道可以同时独立发射不同频率、不同调制方式的干扰信号,以实现对无人机的多频段和多制式干扰。同时,该系统还具有软件的在线升级功能。本文进行了多通道干扰机控制系统的方案设计,选择了嵌入式开发平台ZYNQ、多任务实时操作系统Free RTOS和大功率宽带压制及宽频带快速扫频两种干扰发射方式。基于支持ARM内核的FPGA集成芯片xc7z020clg484-1设计出了支持嵌入式控制和数字基带控制的硬件平台。该平台主要由处理器模块电路、存储模块电路、通信模块电路、功能模块电路和其他辅助模块电路构成。其中,功能模块电路包括了将基带信号变为射频信号的AD9361模块和控制功放设备的功放控制模块。在Visual Studio2012、Xilinx SDK2015.4和Vivado2015.4的集成开发环境中分别完成了上位机控制系统、嵌入式控制系统和数字基带控制系统的软件设计。制定了参数配置模块通信协议和在线升级模块通信协议,上位机控制系统将配置参数和Flash启动bin文件传送给嵌入式控制系统并显示干扰机状态,嵌入式控制系统实现多通道干扰机参数的配置、管理和软件在线升级等功能,数字基带控制系统控制基带信号的产生和发送。对设计的多通道干扰机控制系统进行了包括异常测试、性能测试和功能测试在内的室内测试,以及室外的功能性测试,并分析了整机功耗。测试结果表明,上位机控制系统能够控制干扰机各通道以不同的调制方式独立产生频率互不相同的干扰信号,进而有效地干扰了无人机GPS信号和遥控信号,验证了多通道干扰机控制系统的有效性和可靠性。


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