W波段宽带收发前端关键技术研究

发布时间：2021-09-29 21:05

　　宽带雷达相较于传统窄带雷达具有优越的抗干扰和抗多径能力以及较高的距离分辨率和目标识别能力,现已在探测和成像等领域得到广泛的应用。毫米波宽带收发前端作为宽带雷达信号产生和收发的关键部件,其性能的优劣直接影响整个雷达系统的性能。本文介绍了一个信号形式为步进频率的W波段宽带收发前端的设计过程。首先阐述了毫米波收发机的架构以及步进频率雷达理论。然后给出课题指标并针对指标的要求提出了收发前端的系统总体设计方案。将整个收发前端分为步进频率源模块、微波源模块、毫米波发射模块、毫米波接收模块以及中频解调模块五个模块,接着从指标考量、芯片选型、电路设计和模块实现等角度出发分别详细地介绍了五个模块的设计和实现。W波段宽带收发前端的发射链路采用主振放大式架构,发射信号频率范围为87GHz⁹7GHz,频率步进值为100MHz。接收链路采用二次下变频超外差式接收机架构,第一本振信号频率范围84.6GHz⁹4.6GHz,频率步进值100MHz,与天线接收信号混频到中频2.4GHz。该中频信号经滤波放大之后送入中频解调模块,与2.1GHz的第二本振信号直接混频得到300M... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景和研究意义
        1.1.1 毫米波特点
        1.1.2 W波段宽带MMIC芯片国内外研究动态
        1.1.3 W波段宽带集成收发前端国内外研究动态
    1.2 本文的内容安排
第二章 步进频率收发前端基础理论
    2.1 W波段收发前端架构
        2.1.1 毫米波发射机架构
        2.1.2 毫米波接收机架构
    2.2 步进频率雷达原理
        2.2.1 步进频率雷达系统框图
        2.2.2 步进频率雷达高距离分辨率原理
第三章 W波段宽带收发前端的设计
    3.1 课题指标
        3.1.1 发射机技术指标
        3.1.2 接收机技术指标
        3.1.3 系统结构要求
    3.2 系统总体方案设计
    3.3 步进频率源模块的设计
        3.3.1 晶振倍频放大链路的设计
        3.3.2 步进频率源锁相环路的设计
        3.3.3 步进频率源模块的电路实现
    3.4 微波源模块的设计
        3.4.1 2.4 GHz/2.1GHz二本振的设计
        3.4.2 步进频率信号变换链路的设计
        3.4.3 接收链路中频级的设计
        3.4.4 微波源模块背面供电板的设计
        3.4.5 微波源模块的电路实现
    3.5 毫米波发射模块的设计
        3.5.1 W波段八倍频器
        3.5.2 W波段驱动放大器
        3.5.3 W波段微带-波导过渡结构
        3.5.4 毫米波发射模块的电路实现
    3.6 毫米波接收模块的设计
        3.6.1 W波段低噪声放大器
        3.6.2 W波段混频器
        3.6.3 毫米波接收模块的电路实现
    3.7 中频解调模块的设计
        3.7.1 直接混频解调链路
        3.7.2 I/Q混频解调链路
        3.7.3 中频解调模块的电路实现
    3.8 本章小结
第四章 W波段宽带收发前端的测试
    4.1 步进频率源模块测试
        4.1.1 步进频率源模块测试平台
        4.1.2 步进频率源模块测试结果
    4.2 微波源模块输出信号测试
        4.2.1 微波源模块输出信号测试方案
        4.2.2 X波段步进频率输出信号测试结果
            4.2.2.1 发射信号变换链路输出测试
            4.2.2.2 接收本振变换链路输出测试
        4.2.3 接收第二本振信号测试
        4.2.4 W波段步进频率发射信号功率测试
    4.3 收发前端模块级联测试
        4.3.1 实际应用环境
        4.3.2 实际应用环境中模块级联测试结果
            4.3.2.1 中频2.4GHz信号测试
            4.3.2.2 300 MHz基带解调信号测试
            4.3.2.3 零频基带解调信号测试
    4.4 本章小结
第五章 总结
    5.1 本文工作总结
    5.2 不足与改进
致谢
参考文献
攻硕期间取得的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]平行耦合微带线带通滤波器分析与设计[J]. 刘新红.  无线电工程. 2016(02)
[2]W波段对脊鳍线过渡的波导微带转换设计[J]. 孙静,梁法国,韩利华,孙晓颖,郑延秋.  宇航计测技术. 2015(03)
[3]W波段矩形波导到微带线过渡结构设计[J]. 任田昊,张勇.  微波学报. 2014(S1)
[4]Wilkinson型功率分配器设计[J]. 郑强林,梁勤金,石小燕.  微波学报. 2014(S1)
[5]频率步进雷达信号处理与系统仿真[J]. 未元,陈宇,徐彦青,束锋.  计算机应用. 2013(S1)
[6]高分辨步进频率雷达抗干扰能力研究[J]. 甘荣兵,马康卫,常晋聃,兰竹.  电子信息对抗技术. 2012(01)
[7]调频步进雷达信号处理机设计[J]. 刘斌.  雷达科学与技术. 2007(05)
[8]HPRF脉冲多普勒频率步进雷达信号处理与参数设计[J]. 任丽香,龙腾,远海鹏.  电子学报. 2007(09)
[9]全天候发射武器用的毫米波与红外混合装置[J]. ArthurC.Levitan,晓明.  系统工程与电子技术. 1983(02)

博士论文
[1]微带滤波器关键技术研究[D]. 马兴兵.北京邮电大学 2018
[2]W波段相参频率源技术及应用研究[D]. 吴涛.电子科技大学 2010

硕士论文
[1]W频段FMCW收发前端关键技术研究[D]. 蒋远灿.电子科技大学 2018
[2]W波段集成接收前端研究[D]. 张杰.电子科技大学 2018
[3]毫米波功率放大器线性化技术研究[D]. 杨超.电子科技大学 2018
[4]W波段宽带辐射计前端研究[D]. 谢琳砺.电子科技大学 2011
[5]W波段低噪声接收技术研究[D]. 李科.电子科技大学 2010
[6]W波段捷变频雷达频率源相参测试技术研究[D]. 余正冬.电子科技大学 2010
[7]Ku波段非相参捷变频频综系统[D]. 王忠.西北工业大学 2001



本文编号：3414475