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毫米波场强测量系统的设计与研究
| 论文题名： | 毫米波场强测量系统的设计与研究 |
| 关键词： | 高速磁浮列车;毫米波车地通信系统;场强检测;信号处理 |
| 摘要： | 随着现代生活方式的改变，交通运输已经成为经济发展的命脉。目前，民航客运的巡航速度一般为900km/h，高铁的运营时速为300km/h，600公里高速磁浮的出现填补了民航客运与高铁之间的速度空白，满足了城际交通一体化的现代运输需求。未来，高速磁浮必将成为我国经济发展的新动力。 作为高速磁浮系统的核心部件之一，毫米波车地通信系统实现了磁浮列车与地面控制中心之间安全、可靠的双向数据交换，其信号质量直接影响列车的安全运行，为保证高速磁浮列车的安全性，对轨道信号强度进行检测的重要性不言而喻。 本文基于高速磁浮毫米波车地通信系统的场强检测需求，设计了一种多通道、多频率的自动化场强测量装置，并设计搭建了测试平台对其性能进行测试。主要内容如下： 1)通过查阅国内外相关文献，对场强检测技术的国内外发展现状进行了深入调研，分析了现有场强测量方案的特点与局限性，在现有的场强检测方案的基础上，深入研究了毫米波信号接收结构、检波方式、距离测量技术等，基于毫米波车地通信系统的架构，提出了一种自动化、多通道、多频率的场强测量方案； 2)根据系统方案及实际工程需求，设计并实现了一个由射频接收机、中频检波单元、AD采样单元、信号处理单元、距离测量单元、无线数据传输单元组成的一体化硬件平台； 3)基于ZYNQ和MCU组成的数字信号处理平台，结合硬件平台各单元功能，梳理了场强检测系统的工作流程，完成了程序开发，实现了场强的自动化测量； 4)设计实验测试场强测量系统的性能，经测试检波动态范围为-77dBm到-27dBm，分析了产生偏差的原因。整套系统实现了对38GHz毫米波信号的接收与处理，完成了场强大小与位置的关联。最后搭建了测试平台，在不同环境下利用该测量装置对场强进行了检测，得到了场强大小与位置的对应关系，分析了不同环境下场强的变化特性及原因，发现了多径效应对信号质量的影响，评估了多通道接收对信号质量的改善，对未来毫米波频段的场强检测研究贡献新的发展思路。 |
| 作者： | 闫科程 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 李廷军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 电子科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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