寬帶雷達相較于傳統(tǒng)窄帶雷達具有優(yōu)越的抗干擾和抗多徑能力以及較高的距離分辨率和目標識別能力,現(xiàn)已在探測和成像等領域得到廣泛的應用。毫米波寬帶收發(fā)前端作為寬帶雷達信號產(chǎn)生和收發(fā)的關鍵部件,其性能的優(yōu)劣直接影響整個雷達系統(tǒng)的性能。本文介紹了一個信號形式為步進頻率的W波段寬帶收發(fā)前端的設計過程。首先闡述了毫米波收發(fā)機的架構以及步進頻率雷達理論。然后給出課題指標并針對指標的要求提出了收發(fā)前端的系統(tǒng)總體設計方案。將整個收發(fā)前端分為步進頻率源模塊、微波源模塊、毫米波發(fā)射模塊、毫米波接收模塊以及中頻解調模塊五個模塊,接著從指標考量、芯片選型、電路設計和模塊實現(xiàn)等角度出發(fā)分別詳細地介紹了五個模塊的設計和實現(xiàn)。W波段寬帶收發(fā)前端的發(fā)射鏈路采用主振放大式架構,發(fā)射信號頻率范圍為87GHz⁹7GHz,頻率步進值為100MHz。接收鏈路采用二次下變頻超外差式接收機架構,第一本振信號頻率范圍84.6GHz⁹4.6GHz,頻率步進值100MHz,與天線接收信號混頻到中頻2.4GHz。該中頻信號經(jīng)濾波放大之后送入中頻解調模塊,與2.1GHz的第二本振信號直接混頻得到300M... 

【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)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題的研究背景和研究意義
        1.1.1 毫米波特點
        1.1.2 W波段寬帶MMIC芯片國內外研究動態(tài)
        1.1.3 W波段寬帶集成收發(fā)前端國內外研究動態(tài)
    1.2 本文的內容安排
第二章 步進頻率收發(fā)前端基礎理論
    2.1 W波段收發(fā)前端架構
        2.1.1 毫米波發(fā)射機架構
        2.1.2 毫米波接收機架構
    2.2 步進頻率雷達原理
        2.2.1 步進頻率雷達系統(tǒng)框圖
        2.2.2 步進頻率雷達高距離分辨率原理
第三章 W波段寬帶收發(fā)前端的設計
    3.1 課題指標
        3.1.1 發(fā)射機技術指標
        3.1.2 接收機技術指標
        3.1.3 系統(tǒng)結構要求
    3.2 系統(tǒng)總體方案設計
    3.3 步進頻率源模塊的設計
        3.3.1 晶振倍頻放大鏈路的設計
        3.3.2 步進頻率源鎖相環(huán)路的設計
        3.3.3 步進頻率源模塊的電路實現(xiàn)
    3.4 微波源模塊的設計
        3.4.1 2.4 GHz/2.1GHz二本振的設計
        3.4.2 步進頻率信號變換鏈路的設計
        3.4.3 接收鏈路中頻級的設計
        3.4.4 微波源模塊背面供電板的設計
        3.4.5 微波源模塊的電路實現(xiàn)
    3.5 毫米波發(fā)射模塊的設計
        3.5.1 W波段八倍頻器
        3.5.2 W波段驅動放大器
        3.5.3 W波段微帶-波導過渡結構
        3.5.4 毫米波發(fā)射模塊的電路實現(xiàn)
    3.6 毫米波接收模塊的設計
        3.6.1 W波段低噪聲放大器
        3.6.2 W波段混頻器
        3.6.3 毫米波接收模塊的電路實現(xiàn)
    3.7 中頻解調模塊的設計
        3.7.1 直接混頻解調鏈路
        3.7.2 I/Q混頻解調鏈路
        3.7.3 中頻解調模塊的電路實現(xiàn)
    3.8 本章小結
第四章 W波段寬帶收發(fā)前端的測試
    4.1 步進頻率源模塊測試
        4.1.1 步進頻率源模塊測試平臺
        4.1.2 步進頻率源模塊測試結果
    4.2 微波源模塊輸出信號測試
        4.2.1 微波源模塊輸出信號測試方案
        4.2.2 X波段步進頻率輸出信號測試結果
            4.2.2.1 發(fā)射信號變換鏈路輸出測試
            4.2.2.2 接收本振變換鏈路輸出測試
        4.2.3 接收第二本振信號測試
        4.2.4 W波段步進頻率發(fā)射信號功率測試
    4.3 收發(fā)前端模塊級聯(lián)測試
        4.3.1 實際應用環(huán)境
        4.3.2 實際應用環(huán)境中模塊級聯(lián)測試結果
            4.3.2.1 中頻2.4GHz信號測試
            4.3.2.2 300 MHz基帶解調信號測試
            4.3.2.3 零頻基帶解調信號測試
    4.4 本章小結
第五章 總結
    5.1 本文工作總結
    5.2 不足與改進
致謝
參考文獻
攻碩期間取得的研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]W波段矩形波導到微帶線過渡結構設計[J]. 任田昊,張勇.  微波學報. 2014(S1)
[4]Wilkinson型功率分配器設計[J]. 鄭強林,梁勤金,石小燕.  微波學報. 2014(S1)
[5]頻率步進雷達信號處理與系統(tǒng)仿真[J]. 未元,陳宇,徐彥青,束鋒.  計算機應用. 2013(S1)
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博士論文
[1]微帶濾波器關鍵技術研究[D]. 馬興兵.北京郵電大學 2018
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碩士論文
[1]W頻段FMCW收發(fā)前端關鍵技術研究[D]. 蔣遠燦.電子科技大學 2018
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[3]毫米波功率放大器線性化技術研究[D]. 楊超.電子科技大學 2018
[4]W波段寬帶輻射計前端研究[D]. 謝琳礪.電子科技大學 2011
[5]W波段低噪聲接收技術研究[D]. 李科.電子科技大學 2010
[6]W波段捷變頻雷達頻率源相參測試技術研究[D]. 余正冬.電子科技大學 2010
[7]Ku波段非相參捷變頻頻綜系統(tǒng)[D]. 王忠.西北工業(yè)大學 2001



本文編號：3414475