u波段线性调频连续波雷达收发前端设计

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1、杭州电子科技大学硕士学位论文U波段线性调频连续波雷达收发前端的设计研究生：杨盼盼指导教师：汪海勇研究员2012年12月DissertationSubmittedtoHangzhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterDesignofUBandLFMCWRadarT/RmodulatorCandidate:YangPanpanSupervisor:ResearcherWangHaiyongDecember，2012学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成

2、果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：日期：年月日学位论文使用授权说明本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学和中国电子科技集团公司第五十研究所。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学和中国电子科技集团公司第五十研究所。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论

3、文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者签名：日期：年月日指导教师签名：日期：年月日杭州电子科技大学硕士学位论文摘要毫米波LFMCW雷达结合了毫米波雷达和LFMCW雷达的优点，日益受到世界各国的重视。与微波雷达相比，毫米波LFMCW雷达可以实现更宽的调频带宽，获得更高的距离分辨率，即使用较小的天线，也能产生很高的角度分辨率；与传统的脉冲雷达相比，LFMCW雷达要求较低的发射峰值功率。它采用连续波体制消除了距离盲区，采用大的带宽获得高的距离分辨率和测距精度，而且该雷达的信号处理系统更为简单

4、。因而毫米波LFMCW雷达具有体积小、重量轻的优势；与激光和红外等光学系统相比，毫米波雷达受云、雨、雾等天气条件的影响相对较小，因而可全天候工作。T/R组件作为系统主体部分，无疑对整个系统起着至关重要的作用，T/R组件的性能和价格决定了整个系统实现的价值与可能性。而T/R组件的主要性能由系统设计方案的合理性与其中各部件的选择与实现方式决定。因此，要实现较好指标的T/R组件，必须做好倍频，功率放大以及滤波模块的设计工作。在以上考虑的基础上，本课题对U波段调频连续波探测雷达收发前端进行了研究，其研究目的在于设计一个具有工作于U波段的满足发射功率要求的收发组件。其中接收部分

5、采用零中频接收技术，该组件可以用于目标探测，测距等，以期在目标跟踪和识别上提供良好的分辨力，且具有良好的稳定性。根据上述设计思路，本文提出了雷达收发前端的总体指标，其中发射支路指标为发射中心频率47GHz，带宽500MHz的频率范围内，发射功率≥10dBm；接收支路的指标是接收增益≥40dB，接收机总的噪声系数≤5dB。按照上面提出的总的收发指标确定了切实可行的收发前端设计方案，并且对各部分进行了详细的指标分配。在本雷达收发前端的设计中，发射支路包括了一个采用PLL+DDS方案实现的线性频率源；两个二倍频器，其中第一级二倍频器为作者自己设计制作的无源二倍频器，第二级倍

6、频器选用的是有源倍频芯片；一个功率放大器；一个发卡线结构的滤波器；一个3dB波导定向耦合器。其中还涉及到了波导—微带过渡结构的设计，本文选用的是微带探针结构来实现。接收支路中包括低噪声放大器，混频器，中频滤波和中频放大。其中，混频器结构选择的是单平衡混频器，文中对其进行了详细的设计与仿真。在设计仿真过程中，对各微波毫米波部件进行了结构上的改进与优化，仿真结果良好。经过方案的设计和调整，理论计算完全可以满足提出的雷达收发前端的指标要求。本文中所做的设计与仿真工作，对于该前端的后期制作与实现打下了良好的基础。关键词：LFMCW雷达,T/R组件,发射支路,接收支路I杭州电子

7、科技大学硕士学位论文ABSTRACTMMWLFMCWradarhasbeentheattentionoftheworldsinceitownstheadvantagesofMMCradarandLFMCWradar.ItcangetwiderfrequencymodulationbandwidthandhigherrangeresolutionanditcangetHighAngleresolutionevenusingsmallantenna.LFMCWradardesireslowertransmissionpowercomparedwithth