E波段LFMCW雷达系统毫米波前端研究

发布时间：2016-12-10 18:05

  本文关键词：E波段LFMCW雷达系统毫米波前端研究，由笔耕文化传播整理发布。

《电子科技大学》 2015年

E波段LFMCW雷达系统毫米波前端研究

杨东华  

【摘要】：随着小汽车的迅速普及,交通事故也随之增多,驾驶安全成为一项迫切需求。研究表明,作为重要的交通辅助工具,汽车防撞雷达可以有效提高行车安全。正是在此背景下汽车防撞雷达得到快速发展。E波段频率由于频谱资源纯净、丰富,电磁环境干扰少等优势成为汽车雷达系统的重要频段。汽车防撞雷达通常包括脉冲雷达和线性调频连续波雷达(LFMCW),LFMCW雷达以测量精度高、结构简单、发射功率低以及无盲区等优点而获得更广泛应用。毫米波前端是雷达系统的重要成分,本文的研究工作围绕E波段LFMCW雷达系统毫米波收发前端及其关键器件展开。根据要求,系统收发使用同一天线,且具备测距、测速及测向功能。通过对毫米波及雷达系统相关理论的分析,设计了混合集成电路形式的双发双收方案。为尽可能保持发射信号与本振信号的一致性,发射信号与本振信号共用一路X波段输入信号,将其倍频至Ka波段后,功分器将该信号一分为二,一路是发射信号,一路是本振信号。发射信号与本振信号都是通过8次倍频至E波段。接收支路采用零中频结构,其优点是大大降低电路复杂度,便于实现电路集成和缩小电路尺寸。根据毫米波前端设计方案,本文工作主要有:1.选择满足方案要求的单元器件,并对各个器件进行详细分析;2.设计连接前端发射端、两个接收端和两个天线收发端的六端口耦合器,该耦合器用两个基于分支线混合网络的定向耦合器级联而成。3.微带线与波导的转换采用E面探针结构,设计了连接耦合器与天线的转换波导。针对毫米波前端发射口及天线的测试,设计了双端口测试波导结构件。4.对连接裸片与微带电路的金丝模型进行仿真,分析其对前端系统性能的影响,将仿真结果反映到实际电路中。5.设计了能够进行供电控制的前端系统电源,部分器件可以实现“先栅极后漏极”加电方式。设计装配前端系统各个部分的腔体,该腔体气密性好,可以有效防止信号泄露和前端自激。经过调试达到以下指标:除去测试件损耗,发射功率约为6 dBm,接收增益60 dB,测试距离约为46 m。从实验结果来看,该系统实现了初步目标,但仍然需要继续改进。

【关键词】：
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U463.67
【目录】：

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本文编号：209535