微波多普勒雷达前端关键技术研究

发布时间：2017-04-26 06:11

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【摘要】：伴随着微波毫米波技术发展,雷达目前已在海陆空以及外太空得到广泛的应用。雷达的任务不仅是测量目标的距离、方位和仰角,而且还包括测量目标的速度,以及从目标回波中获取更多有关目标的信息以便进行目标识别。其中多普勒雷达就是利用多普勒效应进行定位、测速和测距等工作的雷达。通过分析雷达回波的多普勒频率、相位、幅度和极化信息等就能确定目标的各种特性。本文介绍了多普勒雷达、频率合成和接收机相关的理论知识,重点阐述了频率合成中杂散和相位噪声并通过分析给出了其改善的方法。通过分析给出了9.6GHz多普勒雷达前端的技术方案。整个前端的研制涉及器件的选择、功分器的仿真设计和单单极子天线的仿真。前端采用直接倍频实现微波多普勒雷达前端9.6GHz发射信号和8.4GHz接收LO信号;其发射功率大于21 dBm,相位噪声优于-112 dBc/Hz@10kHz。通过单极子天线接收和发射信号、通过开关控制多普勒测速或检测环境中干扰信号。结合理论为W波段多普勒雷达前端中X波段高品质频率源至少提出了两种频率合成方案,分析各自的优缺点,通过参数比较确定最终的技术方案:内插式PLL。加工、测试给出了最后的测试结果,11.675GHz鉴相泄漏抑制优于80dBc,杂散抑制优于60dBc,相位噪声优于-110 dBc/Hz@10kHz。由于系统采用了相参设计,整个系统信号频率参考于高稳定的晶振频率,因此系统与晶振具有相同的频率稳定度。
【关键词】：多普勒雷达 频率源 PLL 杂散 相位噪声
【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】：TN958
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 微波多普勒雷达前端国内外研究历史与现状10-13
• 1.1.1 国外发展动态10-11
• 1.1.2 国内发展动态11-13
• 1.2 本文的结构安排13-14
• 第二章 相参多普勒雷达前端关键技术14-27
• 2.1 多普勒雷达测速原理14-16
• 2.2 频率源相参性16-17
• 2.3 微波频率合成技术方案及其重要指标17-21
• 2.3.1 直接频率合成技术17-18
• 2.3.2 间接频率合成技术18-19
• 2.3.3 混合频率合成技术19-21
• 2.4 频率源的关键技术指标21-26
• 2.4.1 杂散及对雷达的影响21-23
• 2.4.2 相位噪声及对雷达的影响23-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第三章 9.6GHz多普勒雷达前端研究27-52
• 3.1 9.6GHz多普勒雷达前端系统技术指标27
• 3.2 具体方案选择设计与分析27-36
• 3.2.1 发射方案分析与选取28-29
• 3.2.2 接收机重要概念及方案分析29-33
• 3.2.3 多普勒雷达前端技术方案33-34
• 3.2.4 关键器件选取及分析34-36
• 3.3 9.6GHz多普勒雷达前端微波频率源模块36-40
• 3.3.1 微波频率源模块测试37-39
• 3.3.2 微波频率源改进模块及测试39-40
• 3.4 9.6GHz多普勒雷达前端收发模块40-42
• 3.5 模块测试结果对比42-43
• 3.6 9.6GHz多普勒雷达前端收发天线43-44
• 3.7 9.6GHz多普勒雷达测试44-50
• 3.7.1 9.6GHz多普勒雷前端45-46
• 3.7.2 信号调理机46-47
• 3.7.3 9.6GHz多普勒雷达系统天线架设47-48
• 3.7.4 系统联调48-50
• 3.7.5 环境干扰检测50
• 3.8 本章小结50-52
• 第四章 相参微波频率源在W波段多普勒雷达前端中的应用52-69
• 4.1 W波段多普勒雷达前端整体技术方案52-53
• 4.2 相参频率源模块53-61
• 4.2.1 相参频率源模块主要技术指标53
• 4.2.2 相参频率源方案选择设计与分析53-56
• 4.2.3 相参频率源模块关键器件分析与选择56-59
• 4.2.4 相参频率源模块的调试与测试59-61
• 4.3 上变频模块研究61-68
• 4.4.1 上变频模块主要技术指标61-62
• 4.4.2 上变频模块具体方案与分析62
• 4.4.3 上变频模块关键器件选择与仿真62-63
• 4.4.4 上变频模块的调试与测试63-65
• 4.4.5 上变频模块改版的调试与测试65-67
• 4.4.6 上变频模块测试结果对比67-68
• 4.4 本章小结68-69
• 第五章 全文总结与展望69-70
• 5.1 全文总结69
• 5.2 后续工作展望69-70
• 致谢70-71
• 参考文献71-74
• 攻读硕士学位期间取得的成果74-75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 冯东;石秉学;;Linear-in-dB Variable-Gain Downconversion Mixer for Zero Intermediate Frequency Receivers[J];Tsinghua Science and Technology;2006年01期

2 王志田;频率源的短期频率稳定度及相位噪声测量[J];宇航计测技术;1995年03期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 吴涛;W波段相参频率源技术及应用研究[D];电子科技大学;2010年

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本文编号：327890