24GHz车载雷达接收机射频前端电路设计与研究

发布时间：2017-08-16 08:52

  本文关键词：24GHz车载雷达接收机射频前端电路设计与研究

  更多相关文章： 24GHz 接收机 射频前端 低噪声放大器 混频器

【摘要】：随着交通事故频发,交通安全问题引起人们越来越多的关注。车载防撞雷达作为一种可以有效预防并减少交通事故的措施,成为了越来越多车厂公司研究的热点,雷达接收机射频前端是车载雷达系统的重要组成部分,其中低噪声放大器和混频器是雷达接收机射频电路的核心部件。本论文主要对工作频率在24GHz的低噪声放大器和混频器进行了重点研究设计与仿真。首先,本文介绍了车载雷达接收机的发展背景与研究方向,接着详细论述了超外差雷达接收机系统的组成、工作原理以及主要技术指标。接着,本文详细介绍了低噪声放大器在雷达接收机系统中的作用及其主要技术指标,并对其进行了设计与仿真。本文采用安华高公司的VMMK-1225低噪放管,并利用ADS软件设计了低噪放芯片的偏置电路、反馈网络、射频扼流电路和匹配电路。射频扼流电路的设计采用电感与接地电容完成,匹配电路采用微带线匹配,输入端采用最小噪声匹配,输出端采用最大增益匹配,经过仿真和之后的优化调节,低噪声放大器满足稳定性指标,噪声系数很低,匹配程度良好,S11、S22在23.75GHz到24.25GHz之间满足小于-10d B,频带内各参数达到指标。之后,又设计了低噪声放大器版图,经过多次调谐,仿真结果S11、S22均小于-10dB。本文最后详细介绍了混频器的组成、工作原理及主要技术指标,明确了设计单平衡混频器的设计步骤,并利用ADS软件进行仿真设计与理论分析。耦合器选择4指的3d B兰格耦合器,经仿真耦合程度良好;采用切比雪夫逼近设计模拟低通滤波器;对混频二极管设计匹配电路,采用微带线匹配。设计的混频器经过调谐优化,最终仿真结果显示混频器技术参数达到所设计指标。
【关键词】：24GHz 接收机 射频前端 低噪声放大器 混频器
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.67
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-15
• 1.1 课题研究背景与意义8-9
• 1.2 国内外研究现状与发展趋势9-13
• 1.2.1 雷达接收机射频前端发展现状9-11
• 1.2.2 车载防撞雷达发展现状11-13
• 1.3 论文主要研究内容与结构安排13-15
• 第2章 雷达接收机射频前端15-30
• 2.1 雷达接收机组成15-16
• 2.2 雷达接收机主要技术指标16-18
• 2.2.1 灵敏度16-17
• 2.2.2 工作带宽17
• 2.2.3 动态范围17-18
• 2.2.4 工作稳定性和频率稳定度18
• 2.2.5 可靠性18
• 2.2.6 抗干扰性18
• 2.3 低噪声放大器简介18-23
• 2.3.1 噪声系数19-20
• 2.3.2 低噪声放大器增益G20-21
• 2.3.3 动态范围与工作频带21
• 2.3.4 噪声系数、动态范围与放大器增益的关系21
• 2.3.5 稳定性21-22
• 2.3.6 端口驻波比22-23
• 2.4 混频器简介23-29
• 2.4.1 变频损耗23-24
• 2.4.2 1dB压缩点24
• 2.4.3 动态范围24
• 2.4.4 双频三阶交调与线性度24-26
• 2.4.5 噪声系数和等效噪声温度比26-28
• 2.4.6 隔离度28
• 2.4.7 镜频抑制度28-29
• 2.4.8 端口驻波比29
• 2.4.9 本振功率与工作点29
• 2.5 本章小结29-30
• 第3章 应用于 24GHZ的低噪声放大器研究30-46
• 3.1 低噪声放大器的作用30
• 3.2 低噪声放大器仿真30-45
• 3.2.1 低噪放管的选择30-31
• 3.2.2 直流分析与偏置电路设计31-33
• 3.2.3 射频扼流电路设计33-35
• 3.2.4 稳定性分析与设计35-37
• 3.2.5 匹配电路的设计37-40
• 3.2.6 整体电路原理图仿真40-42
• 3.2.7 原理图版图联合仿真42-45
• 3.3 本章小结45-46
• 第4章 应用于 24GHZ的单平衡混频器研究46-62
• 4.1 混频器基本原理46-47
• 4.2 混频器的组成47-51
• 4.2.1 3dB定向耦合器47-49
• 4.2.2 低通滤波器49-51
• 4.3 混频器的设计与仿真51-61
• 4.3.1 3dB定向耦合器设计52-54
• 4.3.2 低通滤波器设计54-56
• 4.3.3 匹配电路设计56-58
• 4.3.4 混频器完整电路58-61
• 4.4 本章小结61-62
• 结论62-63
• 参考文献63-67
• 致谢67

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本文编号：682358