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基于FPGA的时频电磁发射系统研究的任务书
任务书
一、选题背景
随着无线电通信技术和电子设备得到迅猛发展，需要对电磁频谱进行更高效、更精确的管理，确保各种通信设备之间和相互干扰最小。此外，电磁频率的使用也受到国家和国际组织的限制。因此，需要对电磁频率进行检测和控制，保证不会对敏感设备和系统的正常运行产生有害干扰。这样的检测和控制需要高精度的时频检测系统，可以快速、准确地监测和解析电磁场发射信号的频率和时序信息，从而实现对电磁频谱的精确管理和控制。
二、选题意义和目的
本选题旨在设计一种基于FPGA的时频电磁发射系统，能够精确、可靠地检测和控制电磁场发射信号的时频信息。该系统具有以下意义和目的：
1.实现高精度的时频检测：通过高速数字信号处理技术和高精度时钟频率合成算法，实现对电磁场发射信号精确的频率和时序信息的检测。
2.提高检测和控制的效率：利用FPGA硬件平台的高效性能，实现快速、实时的时频检测和控制功能，提高检测和控制的效率和精度。
3.保证通信和系统的正常运行：通过对电磁频率的精确管理和控制，保证通信和系统设备的正常运行，减少电磁干扰对设备和系统的影响。
三、选题内容和技术路线
1.设计FPGA时频检测模块：利用FPGA的高效性能和灵活性，设计一个高精度数字时频检测模块，实现对电磁场发射信号的频率和时序信息的准确检测。
2.设计FPGA时钟频率合成模块：设计一个高精度时钟频率合成模块，实现将高速的参考时钟信号合成到所需要的频率，保证时频检测的精度和准确性。
3.设计FPGA控制模块：通过对电磁发射信号的时频信息进行分析和反馈，设计FPGA控制模块，实现对电磁发射信号的精确控制和管理。
4.利用AD采集模块实现电磁场信号的采集：利用AD采集模块实现电磁场信号的快速、精确采集。
5.编写图形界面控制程序：设计一个简单易用的图形界面控制程序，实现对时频电磁发射系统的控制和管理。
技术路线：
1.确定开发平台及所需开发语言：FPGA硬件平台、使用HDL进行硬件设计和编码、使用VHDL进行软件开发。
2.确定电路设计方法：通过对FPGA的了解，选择正交频率分割技术（OFDM）的思路，将电磁信号进行离散化处理，再进行时频分析。
3.设计时频检测模块：确定时频检测算法，编写FPGA硬件代码，优化电路设计，实现高精度时频检测。
4.设计时钟频率合成模块：确定时钟频率合成算法，编写FPGA硬件代码，优化电路设计，实现高精度时钟频率合成。
5.设计控制模块：利用时频检测模块和时钟频率合成模块获取电磁场发射信号的时频信息，分析并反馈信息，实现对电磁发射信号的控制和管理。
6.完成AD采集模块的设计：确定电路设计方法，选用AD模块采集电磁场信号，实现数据的快速、精确采集和传输。
7.完成图形界面控制程序的设计：设计简单易用的控制界面，实现对时频电磁发射系统的控制和管理。
四、预期成果
1.一种基于FPGA的时频电磁发射检测与控制系统。该系统能够对电磁场发射信号的频率和时序信息进行高精度的检测和控制，实现对电磁频谱的精确管理和控制。
2.一篇学术论文。详细介绍系统的设计原理、技术路线和实现方法，并进行实验测试和结果分析，为相关领域的研究提供新思路和新方法。
3.一份完整的项目报告。详细的项目记录和情况汇报，包括项目的背景、目的、内容、方法与技术路线、实验结果、总结等。
五、项目计划及预算
项目周期为6个月，预算总金额为50000元。具体项目计划如下：
|时间|任务|
|---------|----------------------------------------|
|第1个月|确定项目研究内容和技术路线；选购硬件平台和评估板；|
|第2-4个月|FPGA时频检测模块、时钟频率合成模块的设计、测试与优化；|
|第5-6个月|FPGA控制模块的设计、AD采集模块的设计、测试与优化；|
|第6个月|图形界面控制程序的编写、项目总结和成果汇报。|
预算总金额50000元，具体费用明细如下：
硬件平台和评估板：20000元
器件和配件：10000元
实验室耗材：5000元
劳务费用：10000元
六、参考文献
1.赵丙峰,王军平.电磁发射频谱监测与管理[M].北京:科学出版社,2013.
2.王忠义等.基于FPGA的时域信号采样与检测技术研究[J].光电子自动化,2016(4):126-129.
3.谢东伟等.基于FPGA实现雷达信号频谱分析系统[J].现代雷达,2016(1):52-54.
4.刘新明.基于FPGA的OFDM数字通信系统实现与分析[D].宁波:宁波大学,2016.