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无人机遥测系统设计.doc
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无人机通信系统是无人机遥测控制系统的关键部分，而通常许多无人机受遥测系统控制以监测其飞行。所以在本论文中，我们主要研究这一系统。本论文主要完成了四方面的工作。第一，在信号处理平台软件上完成了遥测的系统级仿真，遥测包含两种调制方式，即包含附加白高斯噪声信道的二进制相位键控和四进制相位键控。另外，当加入白高斯噪声信道作用时，进行了系统包含与不含BCH编码的误比特率仿真。第二，研究了功率放大器由于幅度到幅度转换，幅度到相位转换和信道改变引起的非线性以及这种非线性对固定包络调制和非固定包络调制的影响。结论是，当带限信号通过非线性放大器时，输出产生了邻带，这导致与相邻信道产生串扰。为了验证这个问题的影响，我们用工作在不同工作点的功率放大器（行波管）仿真了QPSK和16_QAM调制，并且为了得到其分析结果，对QPSK调制方式下，功率放大器在不同的工作点上包括功率谱，星座图和眼图进行了仿真。另外，还仿真了由此引起误比特率在用于QPSK调制的功率放大器工作在不同工作点时的恶化。最后，介绍了一些功率放大器在遥测系统中的应用。第三，遥测信道采用附加高斯白噪声(AWGN)的两种信道模型Ricean信道和UAV信道(该信道根据文献[58]设计)进行了研究。在Ricean信道中，误比特率的仿真分别在功率放大器工作在线性和非线性区的条件下完成。UAV信道中，只对功率放大器工作在非线性区的情况下进行了相似的仿真。其中，遥测系统的仿真采用QPSK调制，并针对UAV的不同飞行模式，例如起飞/降落、巡航和盘旋模式。对这两种信道模型的仿真BER的进行了对比，结果表明UAV信道模型是优于Ricean信道模型的。第四，设计分析并实现了一个并联耦合微带线带通滤波器。其在遥测系统中有多种应用，例如用于发射机调制器的输出，以及接收机输入端得到理想的频段。本研究介绍了并联耦合微带线带通滤波器的设计、分析及实现方法。所设计的滤波器中心频率为2.4GHz。半波长共振器和导抗反转器用于实现该滤波器，其中包括对耦合微带线路及阻抗反转器的描述。给出了用于计算滤波器物理尺寸的设计公式。滤波器采用了两种不同的底层设计方案，并对它们的性能进行了比较和介绍。滤波器的响应特性通过矢量网络分析仪测量其传输、反射系数和输入阻抗。实验和计算结果进行了比较，所测量的结果与计算结果可以很好地吻合。改进后的滤波器尺寸降为原尺寸的2/3。两个滤波器分别采用两种软件仿真，一种是Serenade 8.7软件，另一种是ADS2003A。带通滤波器设计过程中的误差和损失原因也进行了一定分析 |
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