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如何使用FPGA实现无线气象传真图接收系统的设计
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无线气象传真广播采用短波频段播发传真图，因其覆盖范围大的优点，成为目前海上船舶获取气象信息的主要手段。气象传真广播几乎覆盖了世界各地的海域，利用无线气象传真接收机，船舶可以及时获得气象部门发布的海上天气分布情况、天气预报和警报等大量有用的海洋气象信息，这对于保障海上航行安全、选择最佳航线等方面都具有重要的意义。
针对现有气象传真机在性能和集成度等方面存在的不足，论文提出一种无线气象传真图接收系统的整体方案。在分析传真信号特性基础上，提出相应的气象传真图接收系统硬件设计方案和基于微机的软件恢复系统设计与实现。该方案能够完成气象传真信号的解调和气象传真图的恢复，并将恢复得到的传真图保存在计算机中，方便了对航海气象信息的管理和利用。
提出的无线气象传真图接收系统的硬件采用模数混合技术的FPGA设计实现，包括模拟信号采集、过零检测数据的处理以及通过串行接口上传过零检测数据至PC机。传真图接收系统的软件采用Matlab仿真软件设计实现，主要分为两大部分，第一部分是采用修正Rife算法对传真信号进行频偏估计，然后根据频偏值进行频率校正；第二部分是自动完成遥控信号的检测、相位同步信号的检测和扫描速度的选择等，并且能够根据不同情况进行相应的图像处理，最终完成了气象传真图的恢复。另外，气象传真图被保存成4级灰度，图像质量和视觉效果均得到很大改善，最终得到了满意的结果，论证了方案的可行性，为实际工程的应用奠定了基础。
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chenlance2979
2021-05-31
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