毫米波多普勒雷达收发前端关键技术研究

发布时间：2017-10-03 19:32

  本文关键词：毫米波多普勒雷达收发前端关键技术研究

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【摘要】：毫米波雷达因具有角分辨率高、频带宽、多普勒频移大、系统体积小等优点而得到迅速发展。W波段的多普勒雷达因测速精度高,被广泛应用于多种测速场合。作为多普勒雷达系统的关键部件,收发前端的性能优劣直接决定了多普勒雷达系统的整机性能。本课题的目标是研制一个毫米波多普勒雷达收发前端,使其能产生95GHz连续波信号和接收回波信号,并从回波信号中解调出多普勒频移信号。为了保证收发前端的高稳定性和可靠性,整个前端全部采用MMIC器件研制,并用平面混合集成电路的实现方式完成了收发前端的研制。为了改善噪声特性提高多普勒频率检测性能,整个收发前端采用全相参体制,所有信号均参考于高品质晶振。此外,采用分模块的设计方法可以降低收发前端的研制难度。本文完成的工作有:1.结合系统要求分析收发前端总体指标,并根据指标要求完成了发射机和接收机架构的选择以及收发前端的总体方案设计;2.完成了收发前端模块划分和指标分解,并对其中毫米波模块和中频模块进行设计与调试;3.完成了收发前端的所有模块的级联测试。4.针对本课题中存在的不足提出了改进措施。测试结果显示发射机工作频率95GHz,输出功率高达16dBm,相位噪声低至-94dBc/Hz@10kHz、杂散抑制度优于45dBc、频率稳定度优于±5×10-6/h,接收机接收噪声系数优于10dB,解调前接收增益约为35dB,多普勒频率50Hz~3MHz。
【关键词】：毫米波 多普勒 测速 收发前端 平面混合集成电路
【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】：TN957.5
【目录】：

• 摘要5-6
• abstract6-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 研究工作的背景与意义9
• 1.2 毫米波收发前端的发展动态9-13
• 1.3 本文主要内容13-14
• 第二章 毫米波多普勒雷达收发前端总体方案14-27
• 2.1 毫米波多普勒雷达收发前端理论14-17
• 2.1.1 多普勒测速原理14-15
• 2.1.2 毫米波频率合成原理15-16
• 2.1.3 接收机原理16-17
• 2.2 收发前端技术指标17-19
• 2.3 收发前端方案分析19-24
• 2.3.1 工作频率的分析19-20
• 2.3.2 相参性分析20
• 2.3.3 收发前端方案分析20-24
• 2.4 收发前端各模块功能与指标24-26
• 2.4.1 毫米波模块的功能与指标24-25
• 2.4.2 微波频率源模块的功能与指标25
• 2.4.3 中频模块的功能与指标25-26
• 2.5 本章小节26-27
• 第三章 毫米波收发模块关键技术研究27-46
• 3.1 毫米波模块相关理论27-29
• 3.1.1 毫米波集成放大技术27
• 3.1.2 毫米波集成倍频技术27-28
• 3.1.3 毫米波集成混频技术28-29
• 3.2 毫米波发射模块的设计与实现29-38
• 3.2.1 模块方案设计及分析29-30
• 3.2.2 单片性能介绍30-31
• 3.2.3 电路实现与测试31-38
• 3.3 毫米波接收模块的设计与实现38-45
• 3.3.1 模块方案设计及分析38-39
• 3.3.2 单片性能介绍39-42
• 3.3.3 模块电路实现与测试42-45
• 3.4 本章小节45-46
• 第四章 中频接收解调技术研究46-55
• 4.1 肖特基二极管混频原理46-48
• 4.2 模块方案设计及分析48-49
• 4.3 HSMS-286K的性能49-50
• 4.4 模块电路实现与测试50-54
• 4.4.1 模块电路的实现50-52
• 4.4.2 模块电路的测试52-54
• 4.5 本章小节54-55
• 第五章 毫米波多普勒雷达收发前端的级联测试55-60
• 5.1 收发前端发射机的指标测试55-57
• 5.2 收发前端接收机的指标测试57-59
• 5.3 本章小节59-60
• 第六章 结论60-62
• 6.1 本文工作总结60
• 6.2 不足与改进60-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-66
• 攻读硕士学位期间取得的成果66-67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 邬显平;毫米波技术应用及其进展[J];电子科技导报;1999年12期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 王岗;毫米波放大器研究与设计[D];杭州电子科技大学;2014年

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本文编号：966314