【摘要】：隨著對雷達小型化、低重量要求越來越高,調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)雷達尤其是收發(fā)共用同一個天線的單基地雷達,在軍用和民用上得到了越來越多地關(guān)注。然而CW單基地雷達系統(tǒng)設(shè)計面臨著一個重大挑戰(zhàn),就是如何解決發(fā)射信號到接收機的泄露問題。解決這一問題,可使FMCW雷達作用距離更遠,從而可使它的應(yīng)用更加廣泛。基于這種需求背景,關(guān)于提高連續(xù)波雷達收發(fā)隔離的相關(guān)技術(shù)研究在本文中得以開展。首先,調(diào)研了現(xiàn)有的高隔離技術(shù),包括雙天線空間隔離、環(huán)行器隔離以及各種對消技術(shù);并從理論上闡述對消技術(shù)的工作原理。在此基礎(chǔ)上,本文提出了將高隔離度環(huán)行器與數(shù)字閉環(huán)控制射頻對消技術(shù)相結(jié)合的方案,可極大提高收發(fā)機之間的隔離度。其中誤差檢測電路采用外差結(jié)構(gòu),它的優(yōu)點是,相比傳統(tǒng)的模擬對消技術(shù),可解決其中模擬混頻器后存在的直流漂移問題。而且采用數(shù)字閉環(huán)控制,可實現(xiàn)更準確更靈活地對消控制。為了驗證該方案的可行性,在X波段上設(shè)計了一個對消系統(tǒng)樣機。首先根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計要求,介紹了系統(tǒng)方案整個制定過程;并對系統(tǒng)按功能模塊進行詳細描述,還對關(guān)鍵性能進行分析。接著,詳細地描述了微波前端相關(guān)電路及腔體設(shè)計過程,這是本文的主要工作內(nèi)容之一。按照射頻對消模塊設(shè)計(包括饋通對消電路設(shè)計和誤差檢測電路設(shè)計)、發(fā)射機功放電路設(shè)計、電源板設(shè)計、以及腔體設(shè)計幾個部分來展開說明。其中詳細說明了關(guān)鍵器件選型,無源微波器件設(shè)計,電路圖繪制,以及腔體結(jié)構(gòu)優(yōu)化。最后,詳細介紹了系統(tǒng)中微波電路的測量調(diào)試。先進行單獨模塊測試,再組裝聯(lián)合起來進行測試。還分析了電路組裝測試出現(xiàn)的問題,并給出了解決方法。最終微波前端的聯(lián)合測試結(jié)果表明,在600MHz帶寬內(nèi),射頻對消部分可達到30dB以上的對消度;加上環(huán)行器的隔離度,整個系統(tǒng)對發(fā)射泄露信號的抑制度可以達到70dB以上,達到預(yù)定要求。最后總結(jié)了全文的工作成果,并對后續(xù)工作進行展望,提出需要改進的地方。
[Abstract]:With the miniaturization of radar and the increasing requirement of low weight, FM CW (FMCW) radar, especially mono-static radar with the same antenna, has been paid more and more attention in both military and civilian fields. However, the design of CW mono-static radar system is faced with a major challenge, how to solve the problem of transmitting signal to receiver leakage. To solve this problem, FMCW radar can be used more widely. Based on this requirement, the research on improving the transceiver isolation of CW radar is carried out in this paper. Firstly, the existing high isolation technologies, including dual-antenna spatial isolation, circulator isolation and various cancellation techniques, are investigated, and the working principle of cancelling technology is described theoretically. On this basis, a scheme combining high isolation circulator with digital closed-loop control radio frequency cancellation technology is proposed, which can greatly improve the isolation between transceivers. The heterodyne structure is used in the error detection circuit. Compared with the traditional analog cancellation technique, the error detection circuit can solve the DC drift problem after analog mixer. Moreover, digital closed-loop control can realize more accurate and flexible cancellation control. In order to verify the feasibility of the scheme, a cancellation system prototype is designed on X band. Firstly, according to the requirements of the system design, the whole process of making the system scheme is introduced, and the system is described in detail according to the function module, and the key performance is analyzed. Then, the design process of microwave front-end circuit and cavity is described in detail, which is one of the main contents of this paper. The design of RF cancellation module (including feed-through cancellation circuit design and error detection circuit design), transmitter power amplifier circuit design, power supply board design, and cavity design are described. The selection of key devices, the design of passive microwave devices, the drawing of circuit diagram and the optimization of cavity structure are described in detail. Finally, the measurement and debugging of microwave circuit in the system are introduced in detail. A separate module is tested first, then assembled together to test. The problems in circuit assembly test are analyzed, and the solutions are given. Finally, the joint test results of the microwave front end show that in the 600MHz bandwidth, the radio frequency cancellation part can reach the cancellation degree above 30dB, plus the isolation degree of the circulator, the whole system can suppress the emission leakage signal more than 70dB. Meet the scheduled requirements. Finally, the paper summarizes the results of the work, looks forward to the follow-up work, and points out the need for improvement.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN957

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本文編號：2147339