本文關(guān)鍵詞：LFMCW雷達(dá)接收前端的設(shè)計(jì)與研究

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【摘要】：隨著國內(nèi)外航舶行業(yè)逐漸發(fā)展壯大,對(duì)船舶的防撞導(dǎo)航要求也越來越高,本文結(jié)合國內(nèi)外船用導(dǎo)航雷達(dá),提出了LFMCW船載導(dǎo)航雷達(dá)的系統(tǒng)方案。LFMCW雷達(dá)的線性調(diào)頻信號(hào)能夠?qū)崿F(xiàn)很高的頻率分辨力,有效增加信號(hào)帶寬,并且沒有距離盲區(qū)等優(yōu)勢(shì),因而得到了廣泛的應(yīng)用。本文完成了LFMCW雷達(dá)接收前端的實(shí)現(xiàn)方案和設(shè)計(jì),在該系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案中分成了頻率源模塊、微帶濾波器模塊、低噪放模塊、混頻器模塊和平衡放大器模塊。設(shè)計(jì)中首先根據(jù)總體指標(biāo)要求將各個(gè)單獨(dú)模塊的指標(biāo)擬定出來,其次根據(jù)擬定出來的各個(gè)模塊的指標(biāo)選擇所需芯片和所用板材,接著用ADS軟件依據(jù)每個(gè)模塊的噪聲系數(shù)、線性特性、增益等參數(shù)做了鏈路預(yù)算仿真,也對(duì)接收機(jī)系統(tǒng)做了頻域響應(yīng)特性仿真。在對(duì)低噪放模塊、平衡放大器模塊進(jìn)行了匹配電路、穩(wěn)定性以及靜態(tài)工作點(diǎn)的仿真時(shí),仿真結(jié)果表明均能達(dá)到所需指標(biāo)要求。對(duì)微帶濾波器模塊,首先用ADS仿真出兩種不同樣式的帶通濾波器,然后導(dǎo)入HFSS再次進(jìn)行仿真。對(duì)低噪放模塊和平衡放大器模塊的電路設(shè)計(jì)中還需要注意合理選擇和放置芯片電源引腳處的濾波電容和扼流電感,芯片臨近處的電容要采用高Q隔直電容。在實(shí)際調(diào)試電路的過程中靈活地調(diào)試其匹配電路使其實(shí)際電路的調(diào)試結(jié)果與仿真結(jié)果相近�；祛l器模塊采用地是正交混頻器,其中的3dB電橋和功分器均根據(jù)要求仿真設(shè)計(jì)而得。實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明各模塊的指標(biāo)均能基本滿足要求。其次,本文對(duì)LFMCW雷達(dá)發(fā)射信號(hào)泄漏問題進(jìn)行了詳細(xì)的描述,并舉出了幾種泄露對(duì)消的方法,詳細(xì)說明了泄漏對(duì)消的基本原理,并提出了一種對(duì)消技術(shù)方案,分析了對(duì)消方案的可行性,接著描述了對(duì)消方案中運(yùn)用到的幾種耦合器以及本文采用的雙天線的設(shè)計(jì)和仿真結(jié)果圖。上述設(shè)計(jì)的仿真結(jié)果均可以達(dá)到預(yù)先設(shè)計(jì)的指標(biāo)要求,單獨(dú)做的各模塊實(shí)物在剛開始用儀器測(cè)試所得的結(jié)果與預(yù)先設(shè)計(jì)的指標(biāo)要求相差比較大,經(jīng)過檢查焊接時(shí)是否不小心損壞了芯片,或著通過手動(dòng)調(diào)試偏置電路處的電阻和輸入輸出端的匹配電路,最終使得其均能基本滿足設(shè)計(jì)要求。
【關(guān)鍵詞】：LFMCW雷達(dá)系統(tǒng)方案 低噪聲放大器 混頻器 泄露對(duì)消
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U665.22
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 課題背景及意義10
• 1.2 LFMCW雷達(dá)的發(fā)展動(dòng)態(tài)10-11
• 1.3 LFMCW雷達(dá)的工作原理11-17
• 第二章 接收前端基本理論與主要技術(shù)參數(shù)17-23
• 2.1 接收前端的主要技術(shù)參數(shù)17-18
• 2.1.1 噪聲系數(shù)和靈敏度17
• 2.1.2 接收機(jī)動(dòng)態(tài)范圍和增益17-18
• 2.2 常見的接收機(jī)方案18-22
• 2.2.1 超外差接收機(jī)射頻前端結(jié)構(gòu)18-19
• 2.2.2 零中頻射頻前端結(jié)構(gòu)19-20
• 2.2.3 鏡像抑制射頻前端結(jié)構(gòu)20-21
• 2.2.4 數(shù)字中頻接收機(jī)射頻前端21-22
• 2.2.5 低中頻接收機(jī)結(jié)構(gòu)22
• 2.3 本章小結(jié)22-23
• 第三章 LFMCW雷達(dá)對(duì)消技術(shù)研究23-42
• 3.1 LFMCW雷達(dá)發(fā)射信號(hào)泄漏問題23-25
• 3.2 泄漏信號(hào)的克服方法25-28
• 3.3 泄露對(duì)消基本原理28-30
• 3.4 對(duì)消技術(shù)方案30-36
• 3.5 耦合器的種類及選取36-37
• 3.6 雙天線37-41
• 3.7 本章小結(jié)41-42
• 第四章 LFMCW雷達(dá)接收前端設(shè)計(jì)42-71
• 4.1 LFMCW雷達(dá)射頻前端的設(shè)計(jì)方案42-43
• 4.2 主要技術(shù)指標(biāo)及器件選擇43-44
• 4.3 LFMCW頻率源設(shè)計(jì)44-50
• 4.3.1 調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)掃頻源的幾種方案44-46
• 4.3.2 頻率綜合器方案的選擇46-49
• 4.3.3 頻率合成器實(shí)現(xiàn)49-50
• 4.4 微帶帶通濾波器50-54
• 4.5 低噪聲放大器54-59
• 4.5.1 低噪聲放大器簡(jiǎn)介及主要技術(shù)參數(shù)54
• 4.5.2 低噪聲放大器設(shè)計(jì)方案及器件選型54-55
• 4.5.3 低噪聲放大器的ADS仿真55-57
• 4.5.4 低噪聲放大器的制版57-59
• 4.6 混頻器的設(shè)計(jì)59-66
• 4.6.1 混頻器原理59-60
• 4.6.2 混頻器設(shè)計(jì)的整體方案60-62
• 4.6.3 混頻器的選型62
• 4.6.4 微帶型 3DB電橋的設(shè)計(jì)62-64
• 4.6.5 同相功分器64-66
• 4.7 平衡放大器66-69
• 4.7.1 平衡放大器器件的選型66-67
• 4.7.2 平衡放大器的原理圖仿真67-68
• 4.7.3 平衡功率放大器的PCB制版68-69
• 4.8 本章小結(jié)69-71
• 第五章 LFMCW雷達(dá)射頻前端測(cè)試結(jié)果和分析71-87
• 5.1 LFMCW頻率綜合器測(cè)試結(jié)果及分析71-74
• 5.2 低噪聲放大器的調(diào)試和測(cè)試74-78
• 5.3 混頻器的原理圖、PCB以及實(shí)物圖78-79
• 5.4 平衡功率放大器的調(diào)試與結(jié)果分析79-83
• 5.5 LFMCW雷達(dá)射頻前端系統(tǒng)仿真及實(shí)物圖83-86
• 5.6 本章小結(jié)86-87
• 第六章 總結(jié)和展望87-88
• 致謝88-89
• 參考文獻(xiàn)89-93
• 碩士期間取得的研究成果93-94

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1 周原野;;低噪聲放大器在低頻中的應(yīng)用研究[J];湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2006年05期

2 劉宗宏;夏廣洪;楊樹海;;低噪聲放大器在電磁環(huán)境測(cè)試工程中的應(yīng)用[J];中國無線電;2007年04期

3 王云峰;李磊;梁遠(yuǎn)軍;朱文龍;;雙平衡支路低噪聲放大器的設(shè)計(jì)與測(cè)試[J];電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào);2009年S1期

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5 嚴(yán)，

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