w波段fmcw雷达前端设计

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1、W波段FMCW雷达前端的设计研究生：韩艳伟指导教师：高永安2012年12月DissertationSubmittedtoHangzhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterDesignofWBandFMCWRadarFront-endCandidate:HanYanweiSupervisor:GaoYong’anDecember，2012杭州电子科技大学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

2、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所有。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。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；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

3、州电子科技大学硕士学位论文摘要毫米波具有波长短、频带宽的特点，使其特别适合于毫米波通信、测量雷达和射电天文学等方面的应用。通过对国内外毫米波收发前端的发展现状的调研，毫米波收发前端正从部件集成到系统集成，从体积大、重量重、价格高到小、轻、价格低的方向发展。本文在介绍了FMCW雷达前端及微波固态电路器件的理论基础上，采用混合集成技术进行了W波段调频连续波雷达前端的相关部件与系统的设计与仿真。由于毫米波系统的体积小导致不易散热，同时也不容易获得大功率，在分析了调频连续波雷达工作原理的基础上，提出了适合W波段调频连续波雷达收发前端的总体指标，并根据总体指标细化了前端模块的组成和各模块指标的分配。

4、整个前端由发射链路和接收链路两部分组成。为了获得W波段信号源，采用对X波段信号的8次倍频获得。8次倍频共分三级，为了得到高谐波抑制的W波段信号，在每一级倍频之后需要加入带通滤波器。为了得到满足要求的发射功率，在8倍频之后，加入了一级功率放大器。接收链路包括了波导微带探针过渡、低噪声放大器、混频器、中频滤波与放大等模块。毫米波无源部件在收发组件中起着关键作用。本文研究了毫米波传输线的特点，决定采用微带线、波导、鳍线等传输线来设计无源部件。对于波导微带过渡，研究了波导微带过渡的作用与特点以及设计原理，分别设了U波段、W波段的波导微带探针过渡、波导微带鳍线过渡结构。对于带通滤波器，通过研究带通滤

5、波器的工作原理、谐振器结构、类型，决定采用波导E面滤波器和发卡型滤波器，并利用高频仿真软件HFSS进行设计仿真，仿真结果满足要求。对于定向耦合器，研究了两种类型的波导耦合器，即波导分支定向耦合器、波导裂缝定向耦合器，然后分别设计了符合要求的6dB定向耦合器。接着，本文介绍了有源电路模块的设计。谐波平衡原理广泛应用于倍频器和混频器的设计。在毫米波频段，肖特基二极管倍频器与混频器具有优良的性能。利用肖特基二极管DMK2790，基于软件ADS和HFSS的联合仿真技术，设计并仿真了W波段无源单管二倍频器。对于混频器，研究了毫米波混频器的结构与特点，由于时间关系，本文采用MMIC芯片来设计混频器。另

6、外，为了实现系统指标，经过调研，确定了攻放、低噪放、有源倍频器等芯片的选用。最后，对于毫米波电路制造工艺和装配技术，进行了探讨和研究。并给出了电磁兼容方面的设计考虑。关键词：毫米波调频连续波波导谐波平衡倍频器I杭州电子科技大学硕士学位论文AbstractMillimeterwavewithshortwavelength,broadfrequencybandcharacteristicsmakesitparticularlysuitableformillimeter-wavecommunication,measurementradarandradioastronomy.Byresearcho

7、nthedevelopmentstatusofthemillimeterwavetransceiverfront-endathomeandabroad,wegetthatMMWfront-enddevelopsfromblockintegration,bigvolume,heavyweight,expensivepricetosystemintegration,smallvolume,lightweightandchea