提高隔离度的毫米波有源对消技术研究

发布时间：2019-11-09 13:32

【摘要】：毫米波调频连续波雷达相比于脉冲体制雷达具有体积小、发射功率低、距离分辨率高、抗干扰能力强等显著优势,却因种种原因未能得到广泛应用,限制其发展的最根本问题是信号泄漏问题。对此,各国专家提出了多种解决方案,最具潜力的就是射频对消技术。本文分别研究了开环射频对消系统和闭环自适应射频对消系统。首先介绍调频连续波雷达的工作原理和优缺点,引出几种解决其信号泄漏问题的方法。然后阐述了射频对消技术的基本思想,提出对消比的概念,介绍了射频对消技术的几种实现方式,着重对闭环自适应对消系统模型进行了分析。基于此,分别设计了开环对消系统方案和闭环自适应对消系统方案,分析了闭环系统的对消条件和系统延时。使用HFSS软件对误差检测模块的正交基波混频器和馈通模块的I-Q矢量调制器的无源部分进行建模仿真,混频器采用型号为SMS7621的Schottky二极管,I-Q矢量调制器采用型号为EC2612的PHEMT管,选择运算放大器OP37设计了控制模块电路图。基于实验室的KBR系统对开环对消系统进行了实测,测试结果显示开环系统可以提供15dB的对消比。使用ADS软件对设计的闭环自适应对消系统进行了系统级仿真,验证了闭环系统可以实现25dB以上的对消比。最后对本文所做工作进行了总结。
【图文】：

行着不懈地探究，很早前就诞生了射频对消技术的构想。首次有报道的工程实践是逡逑Ｍｏｏｒｅ和Ｏ’Ｈａｒａ于１９６３年使用铁氧体调制器搭建的闭环射频对消系统，其系统框逡逑图如下图１－１所示。可惜由于铁氧体调制器响应速度慢、射频带宽窄、成本高昂等问逡逑题，难１＾在实际应用中推行＾，但射频对消技术在提高连续波体制雷达收发隔离度上逡逑的优势开始为研究人员所关注。逡逑逦￣逡逑—广笑品巧邋１巧１￣？逦ｉ逡逑控制倍号逡逑图１－１闭环射频对消系统框图逡逑在１９８８年，Ｂｅａｓｌ巧等人设计了一个Ｘ波段模拟式闭环对消系统，扫频速度逡逑５００ＭＨｚ／ｍｓ时，在４００ＭＨｚ带宽内可Ｗ提供３３犯的隔离度，如下图１－２所示。使用逡逑该系统，飞利浦实验室成功研制了一部名为＂ＰＩＬＯＴ＂的Ｘ波段单天线调频连续波战逡逑术导航雷达，具备卓越的低截获概率性能，标志着射频对消技术正式进入实用化阶段。逡逑在＂ＰＩＬＯＴ＂雷达的基础上进行技术改进，荷兰电信设备公司于１９８９年５月制造出逡逑了正式的战术导航雷达样机，命名为＂ＳＣＯＵＴ＂，在１９８９年１２月，交付了第一部逡逑＂ＳＣＯＵＴ＂雷达【５］。逡逑冷ｆ逡逑ｉ邋－火＞邋．邋ｊ逦＾n,？！逡逑：Ｌｋｄ邋迪ｙＬ逡逑ｓ邋ａ巧逦９邋３可逡逑图１－２邋Ｘ波段模

行着不懈地探究，很早前就诞生了射频对消技术的构想。首次有报道的工程实践是逡逑Ｍｏｏｒｅ和Ｏ’Ｈａｒａ于１９６３年使用铁氧体调制器搭建的闭环射频对消系统，其系统框逡逑图如下图１－１所示。可惜由于铁氧体调制器响应速度慢、射频带宽窄、成本高昂等问逡逑题，难１＾在实际应用中推行＾，但射频对消技术在提高连续波体制雷达收发隔离度上逡逑的优势开始为研究人员所关注。逡逑逦￣逡逑—广笑品巧邋１巧１￣？逦ｉ逡逑控制倍号逡逑图１－１闭环射频对消系统框图逡逑在１９８８年，Ｂｅａｓｌ巧等人设计了一个Ｘ波段模拟式闭环对消系统，扫频速度逡逑５００ＭＨｚ／ｍｓ时，，在４００ＭＨｚ带宽内可Ｗ提供３３犯的隔离度，如下图１－２所示。使用逡逑该系统，飞利浦实验室成功研制了一部名为＂ＰＩＬＯＴ＂的Ｘ波段单天线调频连续波战逡逑术导航雷达，具备卓越的低截获概率性能，标志着射频对消技术正式进入实用化阶段。逡逑在＂ＰＩＬＯＴ＂雷达的基础上进行技术改进，荷兰电信设备公司于１９８９年５月制造出逡逑了正式的战术导航雷达样机，命名为＂ＳＣＯＵＴ＂，在１９８９年１２月，交付了第一部逡逑＂ＳＣＯＵＴ＂雷达【５］。逡逑冷ｆ逡逑ｉ邋－火＞邋．邋ｊ逦＾n,？！逡逑：Ｌｋｄ邋迪ｙＬ逡逑ｓ邋ａ巧逦９邋３可逡逑图１－２邋Ｘ波段模
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN958

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本文编号：2558472