X波段线性调频雷达信号发生器研究

发布时间：2017-09-26 16:15

  本文关键词：X波段线性调频雷达信号发生器研究

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【摘要】：在近程雷达系统中,线性调频连续波信号以其大带宽、无距离盲区和较小的发射功率等优点而备受青睐,因此,低相噪、高线性度的线性调频连续波信号产生技术研究备受关注。本文根据某近程雷达测距系统的需求,设计了一款X波段线性调频信号发生器。本文基于DDS和PLL技术的基本原理,针对系统需求进行了方案设计,并最终选择了DDS激励PLL的移频反馈锁相电路设计方案。该方案既能有效降低分频比以优化锁相环路相位噪声,又能通过PLL的过滤能力抑制DDS的近端杂散,还能使输出的线性调频信号具有同DDS相同的线性度指标。该方案先经100MHz的稳定晶体振荡器倍频至900MHz,再将该900MHz信号分作两路,一路作为DDS参考时钟,输出25MHz~62.5MHz的线性调频信号作为鉴相器的参考信号,另一路继续倍频至9GHz参与反馈混频,得到的100MHz~250MHz中频信号作为鉴相器的射频信号,最后经鉴相产生的误差电压控制VCO输出9.1GHz~9.25GHz的三角波线性调频信号。为防止发生失锁,在调试阶段,通过调节环路滤波器带宽和控制调频信号的步进频率,使环路的锁定速度快于调频信号的改变速度,从而达到PLL实时跟踪DDS而不发生失锁。经测试,产生的线性调频信号在9.1GHz~9.25GHz内点频信号相位噪声优于-94dBc/Hz@10k,带内平坦度优于±0.5dB,点频输出功率大于8dBm,调频步进时间为4.5ns,调频步进频率为16KHz,调频周期为44μs,达到了DDS信号的线性度,能达到项目使用的要求。
【关键词】：近程雷达 线性调频 DDS PLL 移频反馈
【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】：TN957.51
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 频率合成技术的发展概况9
• 1.2 研究工作的背景与意义9-10
• 1.3 线性调频信号源国内外发展动态10-11
• 1.3.1 国外发展动态10-11
• 1.3.2 国内发展动态11
• 1.4 论文的主要工作11-12
• 1.5 论文框架安排12-13
• 第二章 线性调频信号发生器理论分析与方案设计13-37
• 2.1 线性调频信号基本概念和特征13-14
• 2.2 线性调频信号实现方法简介14-16
• 2.2.1 模拟技术实现方法15-16
• 2.2.2 数字技术实现方法16
• 2.3 基于DDS的线性调频信号产生技术16-21
• 2.3.1 DDS的基本原理16-17
• 2.3.2 DDS的性能17-18
• 2.3.3 DDS相位噪声18-19
• 2.3.4 DDS的杂散19-21
• 2.3.5 线性调频信号的DDS实现21
• 2.4 基于PLL的线性调频信号产生技术21-33
• 2.4.1 锁相环路的组成21-27
• 2.4.2 锁相环路的相位模型和动态方程27-28
• 2.4.3 锁相环噪声分析28-32
• 2.4.4 线性调频信号的锁相环实现32-33
• 2.5 三角波线性调频信号实现方案对比分析33-35
• 2.6 论文方案选择与分析35-36
• 2.7 本章小结36-37
• 第三章 线性调频信号发生器设计37-64
• 3.1 系统指标要求37
• 3.2 系统方案设计与指标论证37-39
• 3.2.1 系统方案框图37-38
• 3.2.2 系统指标论证38-39
• 3.3 主要器件选型39-41
• 3.4 倍频滤波链路和DDS电路设计41-51
• 3.4.1 晶振性能指标41-42
• 3.4.2 100M低通滤波器设计42-44
• 3.4.3 倍频滤波放大电路设计仿真44-47
• 3.4.4 900MHz定向耦合器设计47-48
• 3.4.5 DDS电路设计48-51
• 3.5 锁相环路部分设计51-62
• 3.5.1 鉴相器电路设计52-53
• 3.5.2 压控振荡器设计53-55
• 3.5.3 缓冲放大器设计55-58
• 3.5.4 X波段耦合器设计58-59
• 3.5.5 谐波混频电路设计59-61
• 3.5.6 末级带通滤波器设计61-62
• 3.6 总体电路布版62-63
• 3.7 本章小结63-64
• 第四章 线性调频信号发生器测试与分析64-72
• 4.1 电路测试与分析64-71
• 4.1.1 900MHz倍频信号测试分析65-66
• 4.1.2 DDS输出信号测试分析66-67
• 4.1.3 锁相环路测试与点频分析67-71
• 4.2 本章小结71-72
• 第五章 结论72-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-76
• 攻读硕士学位期间取得的成果76-77
• 附录：部分源程序代码77-79

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 宋娟;赵宝升;盛立志;刘哲;代锦飞;刘永安;周雁楠;;基于MCP大面阵X射线探测器共享阳极的研究[J];光子学报;2014年08期

2 张卫强;;平板微波炉均匀性改善仿真研究[J];真空电子技术;2015年03期

3 毛刚;;Smith chart在大功率短波发射机RF网络分析中的应用[J];西部广播电视;2015年12期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 赵国璧;纽扣电极型束流探头信号检测、传输技术研究[D];中国科学院研究生院（上海应用物理研究所）;2014年

2 宋娟;基于脉冲星导航的MCP空间X射线探测器关键技术的研究[D];中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所）;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 童俊;30-150MHz宽带双定向耦合器的设计与实现[D];华中科技大学;2013年

2 杨阳;内嵌式三频微带滤波器的研究[D];西安电子科技大学;2014年

3 潘映霞;微量元素糖蜜络合物饲料添加剂的干燥工艺研究[D];广西大学;2014年

4 朱成;W波段行波管的大功率合成技术研究[D];南京信息工程大学;2014年

5 权威;基于微波谐振器的微波微等离子体线性阵列源的研究[D];华东师范大学;2015年

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本文编号：924491