毫米波FMCW路面目標(biāo)探測雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)與系統(tǒng)研究
發(fā)布時間:2022-08-13 12:13
隨著電子信息技術(shù)的迅速發(fā)展,毫米波調(diào)頻連續(xù)波(Frequency Modulated Continuous Wave,FMCW)雷達(dá)相關(guān)應(yīng)用已深入滲透到軍用、民用領(lǐng)域的多個方面。為了不斷提高FMCW雷達(dá)作用距離、探測精度、成像分辨率以及抗干擾能力等系統(tǒng)性能,毫米波寬帶高線性度掃頻源、寬帶高功率發(fā)射源、高增益窄波束天線及波束掃描技術(shù)、寬帶低噪聲接收等關(guān)鍵技術(shù)的研究近年來一直受到人們的高度重視。本文以實現(xiàn)E波段FMCW路面目標(biāo)探測雷達(dá)為目標(biāo),對雷達(dá)射頻前端與天線總體技術(shù)方案進(jìn)行了分析設(shè)計,并對E波段寬帶高效率功率合成技術(shù)、W波段頻率掃描波導(dǎo)縫隙陣列天線設(shè)計技術(shù)、W波段高增益窄波束反射面天線設(shè)計與優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究,完成了寬帶功率合成放大器、高增益反射面天線等關(guān)鍵部件研制及系統(tǒng)原理樣機(jī)實驗研究工作。本文的研究進(jìn)展包括以下內(nèi)容:1、提出了一種E波段FMCW路面目標(biāo)探測雷達(dá)射頻前端與天線的總體技術(shù)方案;赟PM(Small Perturbation Model)模型,系統(tǒng)性地分析了路面粗糙度、雷達(dá)波掠入射角度及工作頻率等因素對于路面后向散射系數(shù)的影響,建立了路面目標(biāo)探測雷達(dá)射頻前端與...
【文章頁數(shù)】:162 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 國內(nèi)外研究與發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1 毫米波功率合成技術(shù)
1.2.2 波導(dǎo)縫隙陣列天線與反射面天線
1.2.3 毫米波調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)系統(tǒng)應(yīng)用
1.3 本文研究內(nèi)容
1.4 論文結(jié)構(gòu)安排
參考文獻(xiàn)
第二章 毫米波調(diào)頻連續(xù)波路面目標(biāo)探測雷達(dá)系統(tǒng)方案分析設(shè)計
2.1 引言
2.2 調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)系統(tǒng)概述
2.2.1 調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)基本架構(gòu)
2.2.2 調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)測距、測速基本原理
2.3 毫米波調(diào)頻連續(xù)波路面目標(biāo)探測雷達(dá)系統(tǒng)總體設(shè)計
2.3.1 路面后向散射
2.3.2 雷達(dá)系統(tǒng)總體架構(gòu)
2.3.3 射頻前端與天線總體指標(biāo)設(shè)計原則
2.4 雷達(dá)系統(tǒng)射頻前端關(guān)鍵參數(shù)論證與總體方案設(shè)計
2.4.1 射頻前端關(guān)鍵參數(shù)論證
2.4.2 射頻前端總體方案設(shè)計
2.5 雷達(dá)系統(tǒng)收發(fā)天線關(guān)鍵參數(shù)論證與總體方案設(shè)計
2.5.1 收發(fā)天線關(guān)鍵參數(shù)論證
2.5.2 收發(fā)天線總體方案設(shè)計
2.6 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第三章 E、Ka波段寬帶功率合成放大器的設(shè)計與實驗研究
3.1 引言
3.2 E波段寬帶行波功率合成放大器的設(shè)計
3.2.1 行波功率合成基本理論
3.2.2 E波段寬帶行波功率合成結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計
3.2.3 E波段寬帶行波功率合成放大器腔體結(jié)構(gòu)設(shè)計與諧振抑制
3.3 E波段寬帶行波功率合成放大器的實驗研究
3.3.1 無源結(jié)構(gòu)實驗結(jié)果與分析
3.3.2 單芯片功放模塊的研制
3.3.3 功率合成放大器實驗結(jié)果與分析
3.4 Ka全頻段高增益功率合成放大器的設(shè)計與實驗研究
3.4.1 Ka全頻段高增益功率合成放大器的設(shè)計
3.4.2 Ka全頻段高增益功率合成放大器的實驗研究
3.5 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第四章 W波段波導(dǎo)縫隙行波線陣的設(shè)計與實驗研究
4.1 引言
4.2 波導(dǎo)縫隙陣列天線基本理論
4.2.1 波導(dǎo)縫隙天線輻射原理與縫隙基本形式
4.2.2 陣列天線概述
4.2.3 陣列天線方向圖綜合
4.3 W波段波導(dǎo)縫隙行波線陣的設(shè)計
4.3.1 總體設(shè)計
4.3.2 縫隙間距的確定
4.3.3 副瓣電平的優(yōu)化
4.3.4 縫隙電導(dǎo)分布的計算
4.3.5 縫隙電導(dǎo)函數(shù)的提取
4.4 W波段波導(dǎo)縫隙行波線陣的仿真優(yōu)化與容差分析
4.4.1 仿真優(yōu)化
4.4.2 容差分析
4.5 W波段波導(dǎo)縫隙行波線陣的實驗研究
4.5.1 測試方法概述
4.5.2 測試結(jié)果分析
4.6 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第五章 W波段電大尺寸橢圓柱形反射面天線的設(shè)計與實驗研究
5.1 引言
5.2 橢圓柱形反射面天線理論分析
5.2.1 橢圓柱形反射面天線遠(yuǎn)焦點附近場分布特性分析
5.2.2 橢圓柱形反射面天線遠(yuǎn)場輻射特性分析
5.3 W波段電大尺寸橢圓柱形反射面天線仿真優(yōu)化
5.3.1 天線效率及遠(yuǎn)場輻射特性仿真優(yōu)化
5.3.2 橢圓柱形與拋物柱形反射面天線遠(yuǎn)近場輻射特性仿真對比
5.4 W波段電大尺寸橢圓柱形反射面天線結(jié)構(gòu)設(shè)計與實驗研究
5.4.1 反射面天線結(jié)構(gòu)設(shè)計
5.4.2 反射面天線實驗研究
5.6 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第六章 毫米波調(diào)頻連續(xù)波路面目標(biāo)探測雷達(dá)實驗研究
6.1 引言
6.2 射頻前端詳細(xì)設(shè)計方案
6.2.1 發(fā)射鏈路設(shè)計方案
6.2.2 接收鏈路設(shè)計方案
6.3 雷達(dá)射頻前端實驗研究
6.3.1 發(fā)射鏈路輸出功率測試
6.3.2 接收鏈路噪聲系數(shù)測試
6.3.3 接收動態(tài)范圍測試
6.4 路面目標(biāo)探測雷達(dá)實驗研究
6.4.1 相同軸向距離下不同目標(biāo)的探測實驗
6.4.2 多種目標(biāo)探測難易程度的實驗
6.4.3 相同目標(biāo)在不同軸向距離處的探測實驗
6.4.4 多目標(biāo)的探測實驗
6.4.5 雷達(dá)距離分辨率的測試
6.5 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第七章 結(jié)束語
7.1 論文工作總結(jié)
7.2 未來工作展望
致謝
作者簡介
本文編號:3677014
【文章頁數(shù)】:162 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 國內(nèi)外研究與發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1 毫米波功率合成技術(shù)
1.2.2 波導(dǎo)縫隙陣列天線與反射面天線
1.2.3 毫米波調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)系統(tǒng)應(yīng)用
1.3 本文研究內(nèi)容
1.4 論文結(jié)構(gòu)安排
參考文獻(xiàn)
第二章 毫米波調(diào)頻連續(xù)波路面目標(biāo)探測雷達(dá)系統(tǒng)方案分析設(shè)計
2.1 引言
2.2 調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)系統(tǒng)概述
2.2.1 調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)基本架構(gòu)
2.2.2 調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)測距、測速基本原理
2.3 毫米波調(diào)頻連續(xù)波路面目標(biāo)探測雷達(dá)系統(tǒng)總體設(shè)計
2.3.1 路面后向散射
2.3.2 雷達(dá)系統(tǒng)總體架構(gòu)
2.3.3 射頻前端與天線總體指標(biāo)設(shè)計原則
2.4 雷達(dá)系統(tǒng)射頻前端關(guān)鍵參數(shù)論證與總體方案設(shè)計
2.4.1 射頻前端關(guān)鍵參數(shù)論證
2.4.2 射頻前端總體方案設(shè)計
2.5 雷達(dá)系統(tǒng)收發(fā)天線關(guān)鍵參數(shù)論證與總體方案設(shè)計
2.5.1 收發(fā)天線關(guān)鍵參數(shù)論證
2.5.2 收發(fā)天線總體方案設(shè)計
2.6 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第三章 E、Ka波段寬帶功率合成放大器的設(shè)計與實驗研究
3.1 引言
3.2 E波段寬帶行波功率合成放大器的設(shè)計
3.2.1 行波功率合成基本理論
3.2.2 E波段寬帶行波功率合成結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計
3.2.3 E波段寬帶行波功率合成放大器腔體結(jié)構(gòu)設(shè)計與諧振抑制
3.3 E波段寬帶行波功率合成放大器的實驗研究
3.3.1 無源結(jié)構(gòu)實驗結(jié)果與分析
3.3.2 單芯片功放模塊的研制
3.3.3 功率合成放大器實驗結(jié)果與分析
3.4 Ka全頻段高增益功率合成放大器的設(shè)計與實驗研究
3.4.1 Ka全頻段高增益功率合成放大器的設(shè)計
3.4.2 Ka全頻段高增益功率合成放大器的實驗研究
3.5 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第四章 W波段波導(dǎo)縫隙行波線陣的設(shè)計與實驗研究
4.1 引言
4.2 波導(dǎo)縫隙陣列天線基本理論
4.2.1 波導(dǎo)縫隙天線輻射原理與縫隙基本形式
4.2.2 陣列天線概述
4.2.3 陣列天線方向圖綜合
4.3 W波段波導(dǎo)縫隙行波線陣的設(shè)計
4.3.1 總體設(shè)計
4.3.2 縫隙間距的確定
4.3.3 副瓣電平的優(yōu)化
4.3.4 縫隙電導(dǎo)分布的計算
4.3.5 縫隙電導(dǎo)函數(shù)的提取
4.4 W波段波導(dǎo)縫隙行波線陣的仿真優(yōu)化與容差分析
4.4.1 仿真優(yōu)化
4.4.2 容差分析
4.5 W波段波導(dǎo)縫隙行波線陣的實驗研究
4.5.1 測試方法概述
4.5.2 測試結(jié)果分析
4.6 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第五章 W波段電大尺寸橢圓柱形反射面天線的設(shè)計與實驗研究
5.1 引言
5.2 橢圓柱形反射面天線理論分析
5.2.1 橢圓柱形反射面天線遠(yuǎn)焦點附近場分布特性分析
5.2.2 橢圓柱形反射面天線遠(yuǎn)場輻射特性分析
5.3 W波段電大尺寸橢圓柱形反射面天線仿真優(yōu)化
5.3.1 天線效率及遠(yuǎn)場輻射特性仿真優(yōu)化
5.3.2 橢圓柱形與拋物柱形反射面天線遠(yuǎn)近場輻射特性仿真對比
5.4 W波段電大尺寸橢圓柱形反射面天線結(jié)構(gòu)設(shè)計與實驗研究
5.4.1 反射面天線結(jié)構(gòu)設(shè)計
5.4.2 反射面天線實驗研究
5.6 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第六章 毫米波調(diào)頻連續(xù)波路面目標(biāo)探測雷達(dá)實驗研究
6.1 引言
6.2 射頻前端詳細(xì)設(shè)計方案
6.2.1 發(fā)射鏈路設(shè)計方案
6.2.2 接收鏈路設(shè)計方案
6.3 雷達(dá)射頻前端實驗研究
6.3.1 發(fā)射鏈路輸出功率測試
6.3.2 接收鏈路噪聲系數(shù)測試
6.3.3 接收動態(tài)范圍測試
6.4 路面目標(biāo)探測雷達(dá)實驗研究
6.4.1 相同軸向距離下不同目標(biāo)的探測實驗
6.4.2 多種目標(biāo)探測難易程度的實驗
6.4.3 相同目標(biāo)在不同軸向距離處的探測實驗
6.4.4 多目標(biāo)的探測實驗
6.4.5 雷達(dá)距離分辨率的測試
6.5 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第七章 結(jié)束語
7.1 論文工作總結(jié)
7.2 未來工作展望
致謝
作者簡介
本文編號:3677014
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