隨著時代的發(fā)展,資源勘察、環(huán)境監(jiān)測、遙測遙控等領域?qū)Τ上窭走_的成像精度、體積大小等各種要求也越來越高,推動成像雷達朝著小型化、高頻、寬帶方向發(fā)展。毫米波頻段短波長,帶寬寬的特點使得毫米波系統(tǒng)天然具有小型化與寬帶的特性,這些特性使得毫米波寬帶雷達得到重視并在近些年來快速發(fā)展。本文在對寬帶雷達收發(fā)前端的研究背景和國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)研的基礎上,介紹了一款Ka波段的小型化寬帶收發(fā)前端的設計過程,該系統(tǒng)由電源模塊,頻綜模塊以及射頻鏈路模塊三個部分組成。頻綜模塊包括用于上下變頻本振的鎖相環(huán)和其FPGA控制電路。射頻鏈路模塊由發(fā)射鏈路和接收鏈路組成。其中,發(fā)射鏈路由上變頻混頻器、倍頻器、功率放大器以及Ku,Ka波段的濾波器組成,發(fā)射中頻信號范圍為730MHz到870MHz,本振信號需要跳頻六次。接收鏈路由射頻開關、低噪聲放大器、Ka波段的濾波器、下變頻混頻器和中頻放大鏈路組成,接收中頻信號頻率范圍為500MHz到700MHz,本振信號需要跳頻十二次。整個收發(fā)前端的工作頻率范圍為34.4GHz到36.8GHz。整個寬帶雷達收發(fā)前端的尺寸為10cm×10cm×3cm。無源器件的小型化是收發(fā)前端小型化的關鍵... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

Yu-JuChuang和Feng-HsuChung設計的收發(fā)機原理框圖[3]

第一章緒論3頻器；接收機模塊包括了巴倫，低噪聲放大器，IQ混頻器及放大器。其整體尺寸為0.8mm2，發(fā)射機的OIP3優(yōu)于15.8dBm；接收機變頻增益為29dB，并且有6dBm的IIP3。2016年，GregorHasenaecker等人利用高頻SiGe雙極技術設計了一款用于連續(xù)波調(diào)頻雷達的毫米波頻率合成器[4]，其超高線性度的分頻器可在DC到57GHz輸入頻率下實現(xiàn)12到259的整數(shù)范圍內(nèi)的分頻因子，中心頻率為80GHz的VCO可輸出帶寬24GHz的高線性頻率范圍，其相位噪聲為97dBc/Hz@10KHz，在波導內(nèi)部利用該頻率合成器測量的目標相位的標準偏差低于0.0018。國內(nèi)的半導體工藝技術起步較晚，相較于國外而言有一定的差距，國內(nèi)收發(fā)前端以及頻率合成器主要利用分離元器件設計為主。2011年，F(xiàn)angZhu和ZheChen等人于東南大學利用一新PCB多層板結構設計了一個Ka波段毫米波收發(fā)前端，其收發(fā)前端結構與PCB多層結構如圖1-2所示[5]。接收機和發(fā)射機均為零中頻結構，接收機和發(fā)射機通過威爾金森功分器使用同一本振，高性能SIW濾波器提供了濾波功能。其多層PCB結構分別由頂層0.254mm的TaconnicTLY-5，中間兩層FR4以及底層的TaconnicTLX-8組成。工作頻率為37GHz到39GHz，在100Ms/s的16QAM基帶信號測試下其EVM約為7.98%，SNR為19.5。(a)(b)圖1-2FangZhu和ZheChen等人設計的(a)收發(fā)機原理框圖；(b)多層板結構[5]圖1-3代旭東的Ka波段雷達頻率合成器結構[6]

第一章緒論3頻器；接收機模塊包括了巴倫，低噪聲放大器，IQ混頻器及放大器。其整體尺寸為0.8mm2，發(fā)射機的OIP3優(yōu)于15.8dBm；接收機變頻增益為29dB，并且有6dBm的IIP3。2016年，GregorHasenaecker等人利用高頻SiGe雙極技術設計了一款用于連續(xù)波調(diào)頻雷達的毫米波頻率合成器[4]，其超高線性度的分頻器可在DC到57GHz輸入頻率下實現(xiàn)12到259的整數(shù)范圍內(nèi)的分頻因子，中心頻率為80GHz的VCO可輸出帶寬24GHz的高線性頻率范圍，其相位噪聲為97dBc/Hz@10KHz，在波導內(nèi)部利用該頻率合成器測量的目標相位的標準偏差低于0.0018。國內(nèi)的半導體工藝技術起步較晚，相較于國外而言有一定的差距，國內(nèi)收發(fā)前端以及頻率合成器主要利用分離元器件設計為主。2011年，F(xiàn)angZhu和ZheChen等人于東南大學利用一新PCB多層板結構設計了一個Ka波段毫米波收發(fā)前端，其收發(fā)前端結構與PCB多層結構如圖1-2所示[5]。接收機和發(fā)射機均為零中頻結構，接收機和發(fā)射機通過威爾金森功分器使用同一本振，高性能SIW濾波器提供了濾波功能。其多層PCB結構分別由頂層0.254mm的TaconnicTLY-5，中間兩層FR4以及底層的TaconnicTLX-8組成。工作頻率為37GHz到39GHz，在100Ms/s的16QAM基帶信號測試下其EVM約為7.98%，SNR為19.5。(a)(b)圖1-2FangZhu和ZheChen等人設計的(a)收發(fā)機原理框圖；(b)多層板結構[5]圖1-3代旭東的Ka波段雷達頻率合成器結構[6]

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Ku波段基片集成波導帶通濾波器的設計[J]. 張靜,尹治平,楊軍.  電子科技. 2015(09)

博士論文
[1]相控陣天氣雷達關鍵技術研究[D]. 張子良.南京信息工程大學 2012

碩士論文
[1]Ka波段小型化收發(fā)信機[D]. 梁木.電子科技大學 2019
[2]小型化微帶結構平面濾波器的分析和設計[D]. 肖功亞.東南大學 2018
[3]頻控陣雷達多路直接頻率合成設計與實現(xiàn)[D]. 諶志強.電子科技大學 2018
[4]Ka波段收發(fā)前端關鍵技術研究[D]. 陳濤.電子科技大學 2017
[5]步進頻率雷達數(shù)字對消技術研究[D]. 何佳琳.電子科技大學 2017
[6]Ka波段頻率合成器技術研究[D]. 代旭東.電子科技大學 2016
[7]基于DDS和PLL的低相噪頻率合成器的優(yōu)化設計[D]. 崔俊.華中科技大學 2015



本文編號：3012796