如何使用FPGA實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)氣象傳真圖接收系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　無(wú)線(xiàn)氣象傳真廣播采用短波頻段播發(fā)傳真圖，因其覆蓋范圍大的優(yōu)點(diǎn)，成為目前海上船舶獲取氣象信息的主要手段。氣象傳真廣播幾乎覆蓋了世界各地的海域，利用無(wú)線(xiàn)氣象傳真接收機(jī)，船舶可以及時(shí)獲得氣象部門(mén)發(fā)布的海上天氣分布情況、天氣預(yù)報(bào)和警報(bào)等大量有用的海洋氣象信息，這對(duì)于保障海上航行安全、選擇最佳航線(xiàn)等方面都具有重要的意義。

　　針對(duì)現(xiàn)有氣象傳真機(jī)在性能和集成度等方面存在的不足，論文提出一種無(wú)線(xiàn)氣象傳真圖接收系統(tǒng)的整體方案。在分析傳真信號(hào)特性基礎(chǔ)上，提出相應(yīng)的氣象傳真圖接收系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案和基于微機(jī)的軟件恢復(fù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。該方案能夠完成氣象傳真信號(hào)的解調(diào)和氣象傳真圖的恢復(fù)，并將恢復(fù)得到的傳真圖保存在計(jì)算機(jī)中，方便了對(duì)航海氣象信息的管理和利用。

　　提出的無(wú)線(xiàn)氣象傳真圖接收系統(tǒng)的硬件采用模數(shù)混合技術(shù)的FPGA設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，包括模擬信號(hào)采集、過(guò)零檢測(cè)數(shù)據(jù)的處理以及通過(guò)串行接口上傳過(guò)零檢測(cè)數(shù)據(jù)至PC機(jī)。傳真圖接收系統(tǒng)的軟件采用Matlab仿真軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，主要分為兩大部分，第一部分是采用修正Rife算法對(duì)傳真信號(hào)進(jìn)行頻偏估計(jì)，然后根據(jù)頻偏值進(jìn)行頻率校正；第二部分是自動(dòng)完成遙控信號(hào)的檢測(cè)、相位同步信號(hào)的檢測(cè)和掃描速度的選擇等，并且能夠根據(jù)不同情況進(jìn)行相應(yīng)的圖像處理，最終完成了氣象傳真圖的恢復(fù)。另外，氣象傳真圖被保存成4級(jí)灰度，圖像質(zhì)量和視覺(jué)效果均得到很大改善，最終得到了滿(mǎn)意的結(jié)果，論證了方案的可行性，為實(shí)際工程的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。