U波段線性調(diào)頻連續(xù)波雷達收發(fā)前端的設(shè)計.pdf

1、毫米波LFMCW雷達結(jié)合了毫米波雷達和LFMCW雷達的優(yōu)點，日益受到世界各國的重視。與微波雷達相比，毫米波LFMCW雷達可以實現(xiàn)更寬的調(diào)頻帶寬，獲得更高的距離分辨率，即使用較小的天線，也能產(chǎn)生很高的角度分辨率；與傳統(tǒng)的脈沖雷達相比，LFMCW雷達要求較低的發(fā)射峰值功率。它采用連續(xù)波體制消除了距離盲區(qū)，采用大的帶寬獲得高的距離分辨率和測距精度，而且該雷達的信號處理系統(tǒng)更為簡單。因而毫米波LFMCW雷達具有體積小、重量輕的優(yōu)勢；與激光和紅外

2、等光學(xué)系統(tǒng)相比，毫米波雷達受云、雨、霧等天氣條件的影響相對較小，因而可全天候工作。
　　T/R組件作為系統(tǒng)主體部分，無疑對整個系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用，T/R組件的性能和價格決定了整個系統(tǒng)實現(xiàn)的價值與可能性。而T/R組件的主要性能由系統(tǒng)設(shè)計方案的合理性與其中各部件的選擇與實現(xiàn)方式?jīng)Q定。因此，要實現(xiàn)較好指標的T/R組件，必須做好倍頻，功率放大以及濾波模塊的設(shè)計工作。
　　在以上考慮的基礎(chǔ)上，本課題對U波段調(diào)頻連續(xù)波探測雷達收發(fā)前

3、端進行了研究，其研究目的在于設(shè)計一個具有工作于U波段的滿足發(fā)射功率要求的收發(fā)組件。其中接收部分采用零中頻接收技術(shù)，該組件可以用于目標探測，測距等，以期在目標跟蹤和識別上提供良好的分辨力，且具有良好的穩(wěn)定性。
　　根據(jù)上述設(shè)計思路，本文提出了雷達收發(fā)前端的總體指標，其中發(fā)射支路指標為發(fā)射中心頻率47GHz，帶寬500MHz的頻率范圍內(nèi)，發(fā)射功率≥10dBm；接收支路的指標是接收增益≥40dB，接收機總的噪聲系數(shù)≤5dB。按照上面提出

4、的總的收發(fā)指標確定了切實可行的收發(fā)前端設(shè)計方案，并且對各部分進行了詳細的指標分配。在本雷達收發(fā)前端的設(shè)計中，發(fā)射支路包括了一個采用PLL+DDS方案實現(xiàn)的線性頻率源；兩個二倍頻器，其中第一級二倍頻器為作者自己設(shè)計制作的無源二倍頻器，第二級倍頻器選用的是有源倍頻芯片；一個功率放大器；一個發(fā)卡線結(jié)構(gòu)的濾波器；一個3dB波導(dǎo)定向耦合器。其中還涉及到了波導(dǎo)—微帶過渡結(jié)構(gòu)的設(shè)計，本文選用的是微帶探針結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。接收支路中包括低噪聲放大器，混頻器，