24GHz汽车毫米波雷达系统分析与频率源关键技术研究

发布时间：2017-09-03 10:21

  本文关键词：24GHz汽车毫米波雷达系统分析与频率源关键技术研究

  更多相关文章： 毫米波雷达 锁相型频率合成器 微带线型带通滤波器 Hittite PLL Design and Analysis Tool ADS仿真

【摘要】：我国智能交通系统还处于初期发展阶段,毫米波雷达事业发展面临着诸多问题,目前虽然有部分企业、研究院所已经研制出了24GHz和77GHz频段的雷达产品,但大部分产品性能指标不能满足实际应用要求,且产品成本过高,造成相关产品很难得到推广使用。另外,我国在24GHz短距离车载雷达频段划分上与其他国家存在着很大差异,这使得国外的大部分芯片、雷达前端模组及产品并不能满足国内汽车毫米波雷达系统的要求,这为本课题的研究提供了一个很好的契合点和出发点。在突出国内在该领域的发展现状与发展要求的前提下,本课题对汽车毫米波雷达系统进行分析与研究,同时针对汽车毫米波雷达前端电路中的关键技术——频率源进行设计与仿真分析。为了完成上面两项研究内容,本文首先对毫米波雷达系统工作原理、锁相型频率合成器基准源的基本理论及无源微带线型带通滤波器设计原理等多个方面进行了理论推导分析;其次,本文从汽车毫米波雷达系统级概念与功能、使用频段划分情况、工作模式及系统性能与微波频率源之间的制约关系等视角分析了汽车毫米波雷达系统;在相关理论的支撑下,本文从锁相型频率源硬件架构出发,结合频率源指标要求进行芯片选型与电路设计,并对所选芯片进行了噪声性能建模与工作模式分析,进而利用锁相环设计与仿真软件PLL Design and Analysis Software对所设计的锁相频率合成器进行了仿真分析,并给出相应的结论;最后,本文对无源微带线型带通滤波器进行了电路设计与ADS仿真优化分析,又对可调衰减器和功率放大器进行了芯片选型与仿真分析,同时针对所设计的发射频率源的供电问题进行了需求分析,给出了相应的芯片选型指南。本文的研究工作旨在设计出一款噪声性能突出、锁相时间极短、工作模式可调、发射功率可控、工作在24GHz-26.65GHz频率范围的频率源,希望通过本课题的研究工作为我国的汽车毫米波雷达事业尽一点微薄之力。
【关键词】：毫米波雷达 锁相型频率合成器 微带线型带通滤波器 Hittite PLL Design and Analysis Tool ADS仿真
【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】：2015
【分类号】：TN958;U495
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题来源及研究的背景和意义10-11
• 1.2 国内外研究现状及分析11-16
• 1.2.1 国外研究现状11-13
• 1.2.2 国内研究现状13-14
• 1.2.3 国内外研究现状分析14-16
• 1.3 本文主要研究内容16-18
• 第2章 汽车毫米波雷达系统与频率源设计基本理论18-39
• 2.1 汽车毫米波雷达系统基本理论18-19
• 2.2 频率源主要技术参数19-21
• 2.3 锁相环技术21-24
• 2.4 频率合成技术24-25
• 2.5 锁相型频率合成器负反馈系统分析方法25-27
• 2.5.1 负反馈系统时域分析25-26
• 2.5.2 负反馈系统S域（频域）分析26-27
• 2.5.3 负反馈系统稳定裕度27
• 2.6 无源微带线型带通滤波器设计原理27-38
• 2.6.1 滤波器主要技术参数27-29
• 2.6.2 带通滤波器设计理论基础29-30
• 2.6.3 归一化低通原型滤波器30-32
• 2.6.4 滤波器的转换32-35
• 2.6.5 微带线型滤波器的实现35-37
• 2.6.6 滤波器设计流程37-38
• 2.7 本章小结38-39
• 第3章 汽车毫米波雷达系统分析与研究39-58
• 3.1 引言39-40
• 3.2 汽车毫米波雷达系统基本概念与功能描述40-43
• 3.2.1 汽车毫米波雷达系统的概念40
• 3.2.2 汽车毫米波雷达系统的功能描述40-42
• 3.2.3 汽车毫米波雷达技术优缺点分析42-43
• 3.3 汽车毫米波雷达设备专用频段划分情况43-44
• 3.4 汽车毫米波雷达系统主要工作模式44-57
• 3.4.1 点频多普勒模式44-46
• 3.4.2 频移键控模式46-47
• 3.4.3 线性调频模式47-52
• 3.4.4 线性步进调频模式52-55
• 3.4.5 脉冲调制模式55-56
• 3.4.6 伪随机噪声调制模式56-57
• 3.5 本章小结57-58
• 第4章 24GHZ频率源设计与仿真58-82
• 4.1 24GHZ频率源硬件架构设计58-60
• 4.2 24GHZ频率源技术指标要求60-61
• 4.3 24GHZ频率源组成设计及芯片选型61-62
• 4.4 基于HMC703LP4E的锁相振荡器噪声性能与工作模式分析62-66
• 4.4.1 相位噪声建模62-63
• 4.4.2 杂散辐射特性63-64
• 4.4.3 基于小数分频比HMC703LP4E的频率源工作模式分析64-66
• 4.5 有源环路滤波器设计与仿真66-71
• 4.6 基于HMC703LP4E锁相频率合成器设计与仿真71-81
• 4.6.1 基于HMC703LP4E锁相频率合成器原理图设计71-72
• 4.6.2 基于HMC703LP4E锁相频率合成器仿真与分析72-81
• 4.7 本章小结81-82
• 第5章 无源微带型带通滤波器、可调衰减器和功率放大器设计与仿真82-91
• 5.1 无源微带线型带通滤波器设计与仿真82-88
• 5.1.1 带通滤波器主要技术参数要求82
• 5.1.2 无源微带线型带通滤波器设计过程82-84
• 5.1.3 无源微带线型带通滤波器仿真优化与结果分析84-88
• 5.2 可调衰减器与功率放大器仿真分析88-89
• 5.2.1 可调衰减器88-89
• 5.2.2 功率放大器89
• 5.3 频率源电源设计89-90
• 5.4 本章小结90-91
• 结论91-92
• 参考文献92-96
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果96-98
• 致谢98

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 李科,邹哲;日本的智能交通系统[J];城市;2002年03期

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 于立萍;基于测距雷达的汽车安全辅助驾驶技术研究[D];清华大学;2004年

2 刘樝;基于GNU/Linux交通违章抓拍系统设计与开发[D];华中科技大学;2005年

3 徐晓东;微带线带通滤波器的研究[D];武汉理工大学;2007年

4 王艳华;基于多智能体MAS的智能交通控制系统的研究[D];长沙理工大学;2007年

5 郑锐;毫米波汽车防撞雷达的设计与实现[D];江苏大学;2010年

，

本文编号：784434