调频连续波雷达射频前端的设计与实现

发布时间：2023-10-29 12:10

　　随着国内外无人机成像技术的不断发展,对成像雷达的需求也是日益增高,本文综合国内外无人机成像雷达技术,并基于小型化、低功耗等特点提出了一种调频连续波(Linear Frequency Modulated Continuous Wave,LFMCW)雷达系统方案。LFMCW雷达是利用线性调频连续波信号来获取距离和速度信息的雷达,通过有效增加信号带宽来获得高分辨率,具有无距离盲区、高分辨率、易于集成等优点,故而在无人机成像雷达中得到广泛应用。本文的主要研究内容和工作如下:(1)通过对无人机成像雷达在运用和功能上的详细分析,拟定了此LFMCW雷达方案的工作频段、雷达制式、天线参数、发射功率等技术指标。通过三次混频作用消除强发射信号的泄漏信号对收发机隔离度的影响,实现射频对消功能,确定了雷达系统的整体框架,并使用AWR的VSS仿真得到此系统框架的频域响应特性,验证其较高的可实用性。(2)完成了LFMCW雷达射频前端的设计与实现,可把系统整体框架分为频率综合器模块、功率放大器模块、低噪放大器模块、三级混频模块、零中频处理模块。设计中根据系统总体指标将各个子模块的指标进行拟定,并根据各个子模块的拟定...

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 LFMCW雷达的国内外发展现状
    1.3 本文的主要研究工作
第二章 LFMCW雷达工作原理及射频前端主要技术参数
    2.1 LFMCW雷达基本架构
    2.2 LFMCW雷达的工作原理
        2.2.1 三角波LFMCW雷达测距原理
        2.2.2 三角波LFMCW雷达测速原理
        2.2.3 LFMCW雷达距离分辨力
        2.2.4 调频线性度对雷达性能的影响
    2.3 LFMCW雷达接收机射频前端和主要技术参数
        2.3.1 接收灵敏度
        2.3.2 接收机增益和动态范围
        2.3.3 超外差接收机射频前端结构
        2.3.4 直接变频射频前端结构
        2.3.5 低中频射频前端结构
    2.4 LFMCW雷达泄漏信号对消技术研究
        2.4.1 泄漏信号的基本思想
        2.4.2 泄漏对消技术的基本思想
        2.4.3 泄漏对消技术方法简介
        2.4.4 泄漏信号消除技术方案
    2.5 本章小结
第三章 LFMCW雷达系统指标分析
    3.1 雷达系统参数分析
        3.1.1 雷达频率参数分析
        3.1.2 雷达调制方式分析
        3.1.3 雷达天线参数分析
    3.2 LFMCW雷达系统总体方案设计
        3.2.1 射频前端框架选取
        3.2.2 调频带宽与脉冲重复频率选取
        3.2.3 雷达发射信号功率选取
        3.2.4 数据采样指标选取
        3.2.5 LFMCW雷达系统仿真
        3.2.6 雷达系统总体指标汇总
    3.3 本章小结
第四章 LFMCW雷达系统的设计与实现
    4.1 LFMCW雷达射频前端设计
        4.1.1 LFMCW雷达射频前端设计方案
        4.1.2 频率综合器模块设计
        4.1.3 功率放大器模块设计
        4.1.4 低噪声放大器模块设计
        4.1.5 三级混频模块设计
        4.1.6 零中频模块设计
    4.2 LFMCW雷达天线设计
        4.2.1 天线单元设计
        4.2.2 天线阵列设计
    4.3 LFMCW雷达数字处理平台介绍
        4.3.1 基于DSP芯片的数字处理平台
        4.3.2 基于FPGA芯片的数字信号处理平台
    4.4 本章小结
第五章 LFMCW雷达系统硬件制作与测试
    5.1 频率综合器模块测量验证
    5.2 功率放大器模块测量验证
    5.3 低噪声放大器模块测量验证
    5.4 三混频模块和零中频模块实物验证
    5.5 LFMCW雷达射频前端电路测量验证
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3858051