中壢動態式電離層探測儀系統控制卡(CRAM Card)重建及測試

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研究生：	連家慶 Chia-Ching Liam
論文名稱：	中壢動態式電離層探測儀系統控制卡(CRAM Card)重建及測試 Rebuild and Test the System Control Card(CRAM Card) of Dynasinde in Chung-Li
指導教授：	蔡龍治 Lung-Chih Tsai
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	地球科學學院 - 太空科學研究所 Graduate Institute of Space Science
畢業學年度：	94
語文別：	中文
論文頁數：	97
中文關鍵詞：	動態式電離層探測儀、雷達控制
外文關鍵詞：	CRAM Card, dynasonde
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位於中壢的國立中央大學（24.5°N , 121.0°E）設置了一部動態式電離層探測儀（Dynasonde）；動態式電離層探測儀是於1970年代，由NOAA所研發出來，主要能探測電離層之動態變化，由於是做為學術上之研究，因此當初只製作了六部分布於各地，其中內部的系統控制卡（CRAM Card）是當初為了此系統設計製作配於各部系統，並非量產之控制卡；而為了進行不同的探測，確保系統控制卡的功能正常，及未來可能設置第二探測點和當做備用系統，計畫重新設計重建此系統控制卡。
本篇論文主要是將動態式電離層探測儀之內部系統控制卡，由硬體控制雷達部分到其軟體的程式化模組，做進一步的解析探討，進而利用系統軟體（FAIS）的模組結構配合模擬探測的方式，發展出一套測試重建之新系統控制卡的流程。

National Central University ,Chung-Li（24.5°N , 121.0°E）has set up a Dynasonde ,which is evolved by NOAA in 1970’s. The named called Dynasonde is from the main characteristic of observe for ionosphere dynamics.
There are 6 Dynasonde with a system control card (CRAM Card)for each distribute over the world for academic researches . The CRAM Card was designed only for the Dynasonde system not the mass- production. In this thesis, we have rebuilt the CRAM Card for ensuring the function working accurately with all kinds of sounding test and setting up a spare system and second observation point.
In this thesis ,we also make the further analysis and discussion of the radar control hardware and the software structure of the CRAM Card. At last we evolve the technological testing process for CRAM Card by the method of integrating the module structure of the system software (FAIS) and the simulation sounding.

第一章   前言
1 研究目的及動機......................................1
2 內容組織大綱........................................2
第二章   電離層及電離層探測儀簡介
1 電離層簡介..........................................3
2 電離層研究歷史......................................6
3 動態式電離層探測儀發展歷史..........................7
4 電離層探測儀之探測原理..............................9
第三章   動態式電離層探測儀雷達系統
1 雷達硬體系統介紹...................................14
1.1  雷達發射系統..................................15
1.2  雷達接收系統..................................15
2  雷達控制系統及CRAM Card硬體描述...................20
3  CRAM Card軟體的程式化模組.........................23
3.1  CRAM Card DIO介面之程式化.......................23
3.2  CRAM Card TSG介面之程式化.......................25
3.3  CRAM Card控制暫存器............................27
3.4  DIO函式模組..................................32
3.5  TSG函式模組..................................33
第四章   系統軟體FAIS相關控制程式介紹
1  軟體簡介及探測模式................................38
1.1  軟體內部程式簡介..............................38
1.2  軟體主要探測模式 .............................40
2  FAIS軟體模組結構..................................44
3  FAIS相關系統控制CRAM Files........................47
3.1  CRAM Card時序流程安排..........................48
3.2  編譯CRAM Files – TSGCOMP1......................51
4  FAIS模擬測試軟體-AISENG...........................52
第五章   CRAM Card重建設計及測試
1  CRAM Card硬體區塊及電路圖.........................56
1.1  CRAM Card硬體區塊圖說明........................56
1.2  CRAM Card電路圖說明............................57
2  CRAM Card電路板製作...............................67
2.1  CRAM Card元件.................................68
2.2  CRAM Card安裝及驅動............................68
3  CRAM Card測試流程.................................70
3.1  建立FAIS軟體於測試PC內部......................71
3.2  DOS下運用Microsoft C編譯Test Files..............72
3.3  AISENG模擬測試讀取CRAM Card.....................74
3.4  CRAM Card Input測試............................76
3.5  CRAM Card Output測試...........................83
第六章	結論及未來展望...............................95
參考文獻 ...............................................96

                                

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