طراحی و شبیه سازی اندازه گیری لحظه ای فرکانس به روش دیجیتال بر پایه fpga

تخمین فرکانس سیگنال های رادیویی در سیستم های راداری جنگ الکترونیک و سیستم های مخابراتی کاربردهای بسیار زیادی دارد. دقت روشهای دسته بندی رادارها به مقدار بسیار زیادی وابسته به دقت اندازه گیری فرکانس است. روش های متعددی را می توان برای اندازه گیری دقیق فرکانس سیگنال های موج پیوسته (cw) بکار برد. ولی تخمین فرکانس سیگنال های مدوله شده با پالس به علت کوتاه بودن پالسهای راداری چالش بسیار بزرگتری است. از طرف دیگر بهعلت تراکم بسیار زیاد پالس های دریافتی پردازش سیگنال و اندازه گیری فرکانس آن باید به سعرت انجام شود. برای این منظور گیرنده ویژه ای به نام گیرنده تشخیص لحظه ای فرکانس (fm) طراحی و ساخته شده است. بیشتر گیرنده های ifm آنالوگ هستند و از قطعات گران قیمت و حجیمی در ساخت آنها استفاده می شود. از اینرو در سال های اخیر با افزایش سرعت و دقت مبدل های آنالوگ به دیجیتال و fpga ها گیرنده های نیمه دیجیتال و دیجیتال طراحی و ساخته می شوند. پردازش دیجیتالی سیگنال ها دارای تحمل خطای بیشتری است چون انحراف حرارتی تغییرات بهره یا شیفت سطح dc مانند مدارهای آنالوگ وجود ندارد. بنابراین به کالیبراسیون کمتری نیاز است. ولی گیرنده های دیجیتال که تاکنون طراحی شده اند از دقت خوبی به ویژه برای عرض پالس های کم برخوردار نیستند. بنابراین هدف از این پروژه طراحی یک گیرنده ifm دیجتیال بر پایه fpga و افزایش دقت اندازه گیری فرکانس آن به ویژه برای پالس های کوتاه است. اصول عملکرد طرح بر پایه جدیدترین روشی است که تاکنون ارائه شده است. ولی با تغییر یا تصحیح بخش های مختلف آن عملکرد گیرنده بهبود داده شده و امکان اندازه گیری فرکانس برای پالس های کوتاه 50 نانوثانیه نیز فراهم شده است. نتایج نهایی نشان می دهد که خطای اندازه گیری فرکانس این گیرنده برای عرض پالس 50 نانوثانیه در پهنای باند 160 مگاهرتز 1/25 مگاهرتز است.