Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo dao động sóng mang băng tần l điều chế mã nhận biết chủ quyền quốc gia sử dụng cho thiết bị hàng không và hàng hải

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ VŨ TUẤN ANH NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO DAO ĐỘNG SÓNG MANG BĂNG TẦN L ĐIỀU CHẾ MÃ NHẬN BIẾT CHỦ QUYỀN QUỐC GIA SỬ DỤNG CHO THIẾT BỊ H

Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

VŨ TUẤN ANH

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO DAO ĐỘNG SÓNG MANG BĂNG TẦN L ĐIỀU CHẾ MÃ NHẬN BIẾT CHỦ QUYỀN QUỐC GIA SỬ DỤNG CHO THIẾT BỊ HÀNG KHÔNG VÀ HÀNG HẢI

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội – 2008

Trang 2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

VŨ TUẤN ANH

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO DAO ĐỘNG SÓNG MANG BĂNG TẦN L ĐIỀU CHẾ MÃ NHẬN BIẾT CHỦ QUYỀN QUỐC GIA SỬ DỤNG CHO THIẾT BỊ HÀNG KHÔNG VÀ HÀNG HẢI

Ngành : Công nghệ Điện tử - Viễn thông Chuyên ngành : Kỹ thuật Điện tử

Mã số : 60 52 70

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS BẠCH GIA DƯƠNG

Hà Nội – 2008

Trang 3

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan, đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi Các số liệu và kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất

cứ công trình nào

Hà Nội, ngày 23/11/2008 Tác giả

Vũ Tuấn Anh

Trang 4

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Bạch Gia Dương, người

trực tiếp hướng dẫn em làm khoá luận tốt nghiệp và tạo những điều kiện tốt nhất cho

em trong thời gian học tập và nghiên cứu tại trung tâm nghiên cứu Điện tử - Viễn thông, trường Đại học Công Nghệ Em xin cám ơn các thầy, cô giáo giảng dạy tại trường Đại học Công Nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội đã trang bị cho em những kiến thức quý báu

Xin cảm ơn gia đình và bạn bè, những người luôn bên em, động viên và tạo những điều kiện tốt nhất để em có được điều kiện học tập và nghiên cứu

Vũ Tuấn Anh

Trang 5

MỤC LỤC

MỤC LỤC CÁC HÌNH VẼ 7 MỤC LỤC CÁC BẢNG BIỂU 10 BẢNG CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT Error! Bookmark not defined

MỞ ĐẦU Error! Bookmark not defined Chương 1 - MẠCH VÒNG BÁM PHA VÀ BỘ TỔ HỢP TẦN SỐ Error! Bookmark not

defined

1.1 Mạch vòng bám pha Error! Bookmark not defined 1.1.1 Giới thiệu chung Error! Bookmark not defined 1.1.2 Tổng quan về vòng bám pha (PLL) Error! Bookmark not defined 1.2 Bộ tổ hợp tần số dùng vòng bám pha Error! Bookmark not defined 1.2.1 Bộ so pha Error! Bookmark not defined 1.2.2 Các bộ chia tần Error! Bookmark not defined 1.2.3 Bộ lọc tần số thấp Error! Bookmark not defined 1.2.4 Bộ dao động điều khiển bằng điện áp (VCO) Error! Bookmark not defined 1.3 Giới thiệu về học IC ADF411x Error! Bookmark not defined 1.3.1 Họ IC ADF411x Error! Bookmark not defined 1.3.2 Mô tả chức năng các chân Error! Bookmark not defined 1.3.3 Mô tả chức năng mạch điện Error! Bookmark not defined Chương 2 - TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT SIÊU Error! Bookmark not defined 2.1 Giới thiệu chung Error! Bookmark not defined 2.2 Lý thuyết đường truyền và giản đồ Smith Error! Bookmark not defined 2.2.1 Mô hình tương đương tham số tập trung của đường truyền Error! Bookmark not defined

2.2.2 Biểu đồ Smith Error! Bookmark not defined 2.3 Mạch dải siêu cao tần Error! Bookmark not defined 2.3.1 Giới thiệu Error! Bookmark not defined 2.3.2 Tham số S Error! Bookmark not defined 2.3.3 Các kỹ thuật phối hợp trở kháng Error! Bookmark not defined 2.3.4 Khuếch đại Error! Bookmark not defined Chương 3 - MÃ NHẬN BIẾT CHỦ QUYỀN QUỐC GIA ICAO Error! Bookmark not

defined

3.1 Hệ thống thông tin, dẫn đường, giám sát và quản lý không vận Error! Bookmark not

defined

3.1.1 Giới thiệu Error! Bookmark not defined 3.1.2 Hệ thống mạng viễn thông hàng không Error! Bookmark not defined

Trang 6

3.1.3 Hệ thống dịch vụ không vận Error! Bookmark not defined 3.2 Hệ thống radar giám sát không vận Error! Bookmark not defined 3.2.1 Tổng quan về hệ thống radar Error! Bookmark not defined 3.2.2 Hệ thống radar giám sát sơ cấp (Primary Surveillance Radar – PSR) Error! Bookmark not defined

3.2.3 Hệ thống radar giám sát thứ cấp (Secondary Surveillance Radar – SSR)

Error! Bookmark not defined

3.2.3 Hệ thống giám sát phụ thuộc tự động (ADS-B) Error! Bookmark not defined Chương 4 – CÁC KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM Error! Bookmark not defined 4.1 Chế tạo bộ tổ hợp tần số băng L Error! Bookmark not defined 4.2.1 Chế tạo VCO Error! Bookmark not defined 4.2.2 Chế tạo bộ tổ hợp tần số Error! Bookmark not defined 4.2 Chế tạo bộ khuếch đại siêu cao tần Error! Bookmark not defined 4.3 Chế tạo bộ phát mã ICAO Error! Bookmark not defined 4.3.1 Phát mã ICAO sử dụng DSP56307EVM Error! Bookmark not defined 4.3.2 Phát mã ICAO sử dụng vi điểu khiển PSOC Error! Bookmark not defined KẾT LUẬN Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO 11 PHỤ LỤC

Trang 7

MỤC LỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Sơ đồ chức năng của mạch vòng bám pha 10

Hình 1.2 Đặc trưng chuyển tần số - điện áp của PLL 12

Hình 1.3 Sự phụ thuộc của tần số VCO vào điện áp 12

Hình 1.4 Sơ đồ chức năng bộ tổ hợp tần số dùng mạch vòng bám pha 13

Hình 1.5 Cấu trúc của 1 bộ so pha số 14

Hình 1.6 Giản đồ xung lối vào/ra (IN/OUT) khi chưa bắt chập 15

Hình 1.7 Giản đồ xung lối vào/ra (IN/OUT) khi tần số 2 lối vào bằng nhau 15

Hình 1.8 IC ADF411x 16

Hình 1.9 Sơ đồ chức năng của họ IC ADF 411x 17

Hình 1.10 Các thông số về khoảng cách của 2 loại IC 20 chân gầm và 16 chân rết 18

Hình 1.11 Tầng lối vào chuẩn 19

Hình 1.12 Tầng lối vào RF 20

Hình 1.13 Bộ chia A và B 20

Hình 1.14 Sơ đồ nguyên lý đã được đơn giản hoá và giản đồ xung của bộ tách sóng pha/tần số 21

Hình 1.15 Giản đồ thời gian của việc chốt dữ liệu 22

Hình 1.16 Mạch MUXOUT 22

Hình 2.1 Phổ tần số của sóng điện từ 23

Hình 2.2 Dây dẫn song song và sơ đồ tương đương 24

Hình 2.3. Họ vòng tròn đẳng điện trở 29

Hình 2.4 Họ vòng tròn đẳng điện kháng 30

Hình 2.5 Vòng tròn đẳng điện kháng phía trên trục hoành 30

Hình 2.6 Vòng tròn đẳng điện kháng phía dưới trục hoành 31

Hình 2.7 Vòng tròn đẳng điện trở và điện kháng trên cùng một đồ thị 31

Hình 2.8 Họ vòng tròn đẳng || 32

Hình 2.9 Giản đồ Smith chuẩn 34

Hình 2.10 Biểu diễn điểm bụng và điểm nút của sóng đứng trên giản đồ Smith 36

Hình 2.11 Các loại mạch vi dải 37

Hình 2.12: Các dạng đường truyền sóng 38

Hình 2.13 Sơ đồ mạch tương đương 39

Trang 8

Hình 2.14 Đường truyền vi dải 42

Hình 2.15 Sơ đồ đo 43

Hình 2.16 Sơ đồ xác định S ij 44

Hình 2.17 Sơ đồ xác định S ii 44

Hình 3.1 Mô hình hệ thống CNS/ATM 51

Hình 3.2 Mạng ATN 52

Hình 3.3 Cấu trúc trường của gói thông tin ATS 55

Hình 3.4 Gói thông tin lỗi truyền thông 66

Hình 3.5 Gói thông tin kế hoạch bay 67

Hình 3.6 Sơ đồ hệ thống giám sát thứ cấp 70

Hình 3.7 Anten có độ mở lớn (LVA) 70

Hình 3.8 Tín hiệu SSR 71

Hình 3.9 Định dạng tín hiệu trả lời trong chế độ A/C 72

Hình 3.10 Định dạng tín hiệu thăm dò chế độ 3/A, C, S 75

Hình 3.11 Tín hiệu thăm dò chế độ S 75

Hình 3.12 Định dạng trả lời chế độ S 76

Hình 3.13 Hệ thống định vị GPS 77

Hình 4.1 Sự phụ thuộc của VCO 500-1100 MHz vào điện áp 80

Hình 4.2 VCO dải tần 500MHz-1.1GHz 80

Hình 4.3 Sơ đồ khối bộ tổ hợp tần số băng L 81

Hình 4.4 Sơ đồ nguyên lý bộ tổ hợp tần số băng L 82

Hình 4.5 Sơ đồ chức năng hệ thống AFC 83

Hình 4.6 Bộ tổ hợp tần số dải tần 1020MHz-1100MHz 83

Hình 4.7 Kết quả trên máy phân tích phổ - tần số 1020MHz 84

Hình 4.16 Sơ đồ khối bộ khuếch đại siêu cao tần công suất 45W 89

Hình 4.17 Sơ đồ nguyên lý nhánh 1 của bộ khuếch đại công suất 45W 89

Hình 4.18 Kết quả mô phỏng tham số S11, S21 của nhánh 1 90

Hình 4.19 Kết quả mô phỏng tỉ số sóng đứng vswr(s11) của nhánh 1 90

Hình 4.20 Kết quả mô phỏng tham số S22 của nhánh 1 91

Hình 4.22 Sơ đồ nguyên lý nhánh 2 92

Hình 4.23 Kết quả mô phỏng tham số S22, S21 của nhánh 2 93

Trang 9

Hình 4.25 Kết quả mô phỏng tham số S11 của nhánh 2 94

Hình 4.27 Hình ảnh thực tế của bộ khuếch đại công suất 45W 95

Hình 4.28 Kết quả đo tham số Strên máy phân tích mạng 95

Hình 4.29 DSP56307EVM 96

Hình 4.30 Giao diện phần mềm Debug-56k 97

Hình 4.31 Một đoạn mã ICAO chế độ S được tạo bởi kít DSP56307EVM 98

Hình 4.32 Các mô trong trên vi điều khiển PSOC 98

Hình 4.33 Sơ đồ khối của vi điều khiển PSOC 99

Hình 4.34 Bộ phát mã ICAO sử dụng vi điều khiển PSOC CY8C27443 99

Hình 4.35 Kết nối các mô đun trong vi điều khiển PSOC CY8C27443 100

Hình 4.36 Bảng các thông số cấu hình cho vi điều khiển PSOC CY8C27443 100

Hình 4.37 Nạp chương trình cho vi điều khiển PSOC bằng phần mềm CYP qua cổng LPT 101

Hình 4.38 Một đoạn mã ICAO chế độ S được tạo bởi vi điều khiển PSOC CY8C27443 101

Trang 10

MỤC LỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Bít điều khiển lựa chọn chốt dữ liệu 21

Bảng 3.1 Các dịch vụ cảnh báo và thông tin chuyến bay chuẩn 54

Bảng 3.2 Các trường chuẩn trong gói thông tin dịch vụ cảnh báo không vận 55

Bảng 3.3 Chức năng các chế độ sử dụng trong tín hiệu thăm dò chế độ A/C 71

Bảng 3.4 Vị trí các xung trong tín hiệu trả lời chế độ A/C 72

Bảng 3.5 Thứ tự các nhóm xung 73

Bảng 4.1 Sự phụ thuộc tần số vào điện áp của VCO 79

Trang 11

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt:

1 Nguyễn Kim Giao (2006), “Kỹ thuật điện tử số”, Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia

Hà Nội

2 Kiều Khắc Lâu (2006), “Cơ sở kỹ thuật siêu cao tần”, Nhà xuất bản Giáo dục

3 Nguyễn Thị Xuân Mỹ (2007), “Hệ thống thông tin, dẫn đường, giám sát phục vụ quản lý không lưu CNS/ATM”, Tạp Chí Bưu Chính Viễn thông, 27/07/2007

4 Phạm Minh Việt (2002), “Kỹ thuật siêu cao tần”, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật

Tiếng Anh:

5 David M Pozar (1994), “Microwave Engineering” 3rd Edition

6 Danny Abramovitch (2002), “Phase-Looked loops: A control centric tutorial”,

Agilent Labs

7 Dean Banerjee (2006), “PLL performance, Simulation and Design Handbook”, 4th

Edition

8 Duberly Mazuelos, “DSP56300 HI08 Host Port Programming”

9 ICAO (1996)- Rules of the Air and Air Trafic Services, 13 Eddition

10 ICAO (1996)- Aeronautical Telecommunication – 15th Edition

11 ICAO (2001)- Air Trairfic Control Services, Flight Information Service and Alerting Services, 13 Edittion

12 Laxxuss (2005), “CMOS PLL Synthesizers – Analysis and Design”, Springer

13 Motorola, “DSP56307EVM User’s Manual”

14 Motorola, “DSP56307 - 24 Bit Digital Processor User’s Manual”

15 Richard J.Higgins (1983), “Electronic with Digital and Analog Integrated Circuit”,

Prentice-Hall, INC., Englewood Cliffs N.J.07632

Websites:

18 http://www.icao.int

Định dạng
Số trang	11
Dung lượng	186,91 KB