MIMO引信射频前端的设计与实现

发布时间：2020-08-20 17:12

【摘要】：MIMO引信是一种多收多发技术与传统无线电引信结合的新型引信。MIMO引信通过各个阵元发射相互正交的发射波形在空中形成低增益宽波束。这种新型的引信不仅具有抗截获抗干扰能力强的特点,并可以提高目标检测和参数估计性能。本文主要研究4×4MIMO引信的射频系统电路关键模块的设计、实现及其优化。首先,采用锁相环电路设计和实现了 2.4GHz振荡器。测试结果表明,输出功率为-17.85dBm,具有低相噪、低杂散、频率稳定度高等优点。其次,设计了两款功分器有效地抑制信号谐波。其优点是不仅可实现功率等分且可抑制多次谐波。第一款采用A矩阵对核心电路等效替换。测试表明,此功分器在信号二、三、四、五次谐波处的抑制分别为27.4dB、77.76dB、33.43dB、26.5dB、28.6dB。第二款采用谐振环等效替换核心电路。测试表明,该功分器在信号的二、三次谐波处的抑制分别为 27dB、60dB。第三,研究并实现了一款中心频率工作于2.4GHz的低噪声放大器,优点是通过阻抗匹配实现了低噪声高增益。测试表明,低噪声放大器在工作频率2.4GHz处的增益为14dB,相应噪声系数为0.75dB。最后,制作出MIMO引信单路射频收发电路实物。采用码元宽度0.2μs,编码周期40,码字频率125KHz的编码信号测试。测试表明,调制后输出信号中心频率为2.4GHz,中心带宽约为10MHz,谱线间隔约为125KHz。解调输出最小码元宽度约为0.2μs,峰峰值略小于2V。本文最终对测试结果进行理论上的分析并进行总结。
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TJ430.2
【图文】：

示意图,引信,示意图,雷达

ＭＩＭＯ雷达的接收端能够总共接收到Ｍ邋ｘ邋Ｎ个信号。不同于传统雷达的地方在于，逡逑ＭＩＭＯ雷达接收端能够接收的信息量更大，识别目标的能力也大大提升。受到ＭＩＭＯ雷逡逑达成功应用的启发，提出了ＭＩＭＯ引信的概念。ＭＩＭＯ引信示意图如图１．１所示。逡逑２逡逑

结构框图,超外差接收机,结构框图,超外差

一次变频结构的收机设计时，需要综合考虑灵敏度和选择性的折中，而二次变逡逑频可以缓解这一矛盾使得接收机的性能更加优越，从而在很多工程实践中设计者会优先逡逑考虑二次变频结构［２５］。相应的结构图如图２．１所示。逡逑Ｖ天线逡逑逦逦逦邋混频器１邋逦邋混频器２邋逦逡逑——？逦——————邋？逡逑射频选择低噪声逦镜像抑制逦信道选择中频放大逦信道选择中频放大逡逑滤波器放大器邋滤波器逦滤波器１逦器１逦ＪＬ邋滤波器２逦器２逡逑（９逦？逡逑本振１逦本振２逡逑图２．１二次变频超外差接收机结构框图逡逑从图２．１可以看出，二次变频超外差指的是从天线接收的信号到基带信号电路处理逡逑部分之前需要经过两次频谱搬移。变频器在超外差结构中起到至关重要的作用，可以将逡逑天线接收到的射频信号频谱搬移到低频方便后级电路处理。由于二次变频的超外差结构逡逑５逡逑

框图,零中频接收机,零中频结构,自动增益放大器

２．１．２零中频结构逡逑零中频结构直接将射频信号频谱搬移到基带，因此又叫直接下变频结构。零中频结逡逑构的方案框图如图２．２所示。逡逑混频器１邋低通滤波器自动增益放大器逡逑Ｖ天线逡逑｜逦Ａ移相器逡逑射频选择低噪声放逦１逦？逡逑pX器栜逡逑混频器１邋低通滤波器自动增益放大器逡逑？逡逑本振逡逑图２．２零中频接收机原理方案图逡逑６逡逑

【参考文献】