车载毫米波雷达天线与高频前端电路设计

发布时间：2023-12-20 08:21

　　近年来,由于私家车保有量增加,路况越来越复杂,因而由车辆变道造成的交通事故也日趋频繁。而多普勒毫米波雷达由于有较高的分辨率,能够适应各种天气状况,体积小巧,擅长检测运动目标,能有效避免因驾驶员一时疏忽而造成的不必要事故,从而受到广泛关注。虽然国内有很多厂家已经开发出毫米波雷达,24GHz毫米波雷达在国内已比较成熟,但也存在着诸多问题。比如国内大多数厂家的毫米波雷达产品使用国外芯片,可维修性弱,雷达的硬件成本较高等。因此,本文针对这些问题,自主研发了一套毫米波雷达系统,从天线到射频,再到中频部分完全采用通用元器件设计。其中射频部分采用最基础的模拟器件——场效应晶体管(FET)来搭建,辅以一些微带匹配电路,从而有效降低了雷达成本,增加了雷达的可维修性。本文的主要内容如下:首先,对于辅助变道的24GHz连续波多普勒雷达系统整体结构做了简单介绍,设计了一款用于雷达系统的小型化微带贴片阵列天线。主要针对组成整个天线的单元——微带贴片天线,对其原理做了详细分析与推导,根据实际方向图的需求,设计了一款俯仰面窄波束,方位面宽波束的垂直极化微带阵列天线,并给出了其仿真结果。其次,运用两级放大电路对射频部...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第一章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 国内外研究历史与现状
    1.3 毫米波雷达功能简介
    1.4 本论文的结构安排
第二章 毫米波雷达微带阵列天线设计
    2.1 微带天线理论基础
        2.1.1 矩形贴片微带天线分析
        2.1.2 微带天线辐射机理
    2.2 天线组阵方法简介
        2.2.1 天线综合理论分析
        2.2.2 阵列天线馈电网络
    2.3 24GHz微带阵列天线设计
    2.4 微带阵列天线仿真曲线及实物图
    2.5 4X4 微带阵列天线设计
        2.5.1 4X4 阵列天线仿真图
        2.5.2 4X4 阵列天线仿真结果及实物图
    2.6 本章小结
第三章 中频电路分析与设计
    3.1 中频电路设计介绍
    3.2 中频电路板图及实验结果
    3.3 辅助变道功能信号处理方法简介
    3.4 毫米波雷达系统实际测试结果
    3.5 本章小结
第四章 24GHz振荡器仿真设计
    4.1 基于FET的振荡器原理分析
        4.1.1 单端口负阻振荡器原理
        4.1.2 二端口负阻振荡器原理
        4.1.3 晶体管稳定性分析
    4.2 振荡器参数指标
    4.3 24GHz晶体管振荡器设计方案选择
    4.4 12GHz射频振荡器设计
        4.4.1 直流工作点的确定
        4.4.2 直流偏置电路的设计
        4.4.3 射频扼流电路设计
        4.4.4 负载及终端匹配电路设计
        4.4.5 振荡器瞬态及谐波平衡电路仿真
    4.5 24GHz振荡器版图设计
    4.6 本章小结
第五章 全文总结及展望
    5.1 全文总结
    5.2 拓展工作
    5.3 工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3874009