W波段连续波相参多普勒雷达前端关键技术研究

论文摘要

W波段连续波相参多普勒雷达具有测速精度高的优点,广泛应用于多种测速场合。雷达前端是影响多普勒雷达性能优劣的重要部件。本文以研制高性能的W波段多普勒雷达前端为目标,在W波段连续波相参多普勒雷达前端方案,W波段相参频率源技术,W波段超外差接收机技术共三个方面展开了研究。最后对成功研制的多普勒雷达前端进行总体指标测试,并对测速系统进行了介绍。W波段连续波相参多普勒雷达前端方案的研究中,主要是根据雷达的具体指标选取雷达前端的各个部件。比较了各个部件的不同方案的优缺点,进而提出了各部件的方案,最后提出了雷达前端的整体方案。W波段相参频率源技术研究中,主要是实现相参频率源所需要的各个模块方案的选取,各个模块的设计、加工与测试。并对由各模块级联而成的W波段相参频率源进行了测试。W波段超外差接收机技术研究中,对实现超外差接收机的混频技术及中频低噪声放大技术进行了研究。经过分析采用了合理的结构实现接收机中各个模块,并总结中频滤波器的仿真方法以加快设计速度。本文研究的工作涉及了DDS(直接数字频率合成器)、PLDRO(取样锁相介质振荡器)、混频、倍频、低噪声放大、滤波等技术,对其中一部分进行了深入的理论分析和实验研究,并总结了相关经验。本文对雷达前端,及多种微波毫米波电路的研制提供了一定的技术借鉴。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 毫米波雷达及其特点
• 1.2 毫米波前端现状及发展态势
• 1.2.1 国外毫米波前端的现状
• 1.2.2 国内毫米波前端的现状
• 1.2.3 毫米波前端发展态势
• 1.3 课题简介
• 1.4 本文结构
• 第二章 W波段连续波相参多普勒雷达前端方案研究
• 2.1 连续波相参多普勒雷达基本原理
• 2.1.1 连续波多普勒测速原理
• 2.1.2 相参雷达原理
• 2.2 雷达前端方案选择与分析
• 2.2.1 多普勒频移
• 2.2.2 天线选择
• 2.2.3 接收机方案选择及特性分析
• 2.2.4 发射机信号源和接收机本振的相参特性设计
• 2.2.5 发射功率选择
• 2.2.6 雷达前端整体方案
• 2.3 本章小结
• 第三章 W波段相参频率源技术研究
• 3.1 DDS模块
• 3.1.1 DDS的基本原理
• 3.1.2 方案选择与设计
• 3.1.3 加工与测试
• 3.2 取样锁相介质振荡器
• 3.2.1 取样锁相的基本原理
• 3.2.2 性能测试
• 3.3 X波段功分上变频滤波模块
• 3.3.1 方案选择与设计
• 3.3.2 加工与测试
• 3.4 X波段相参频率源的性能测试
• 3.5 X波段—U波段4倍频器
• 3.5.1 方案选择与设计
• 3.5.2 加工与测试
• 3.6 基波注锁谐波倍频器
• 3.7 W波段相参频率源
• 3.7.1 实现方案
• 3.7.2 相位噪声特性测试
• 3.7.3 相参特性测试
• 3.8 本章小结
• 第四章 W波段超外差接收机技术研究
• 4.1 混频技术的基本理论及准备
• 4.1.1 肖特基势垒二极管
• 4.1.2 常见的混频电路结构
• 4.1.3 介质基片的选取
• 4.2 W波段分谐波混频技术
• 4.2.1 谐波混频基本原理
• 4.2.2 仿真与分析
• 4.3 W波段平衡混频技术
• 4.3.1 平衡混频基本原理
• 4.3.2 仿真与分析
• 4.3.3 加工与测试
• 4.4 低噪声放大滤波模块
• 4.4.1 基本理论及准备
• 4.4.2 低噪声放大器方案选择
• 4.4.3 SIR发夹滤波器的仿真
• 4.4.4 加工与测试
• 4.4.5 低噪声放大滤波模块性能分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 多普勒雷达前端总体概述及其应用
• 5.1 多普勒雷达前端总述
• 5.2 前端的总体指标测试
• 5.3 多普勒雷达前端在测速系统中的应用
• 第六章 结论
• 6.1 本文的贡献
• 6.2 不足与改进
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间的研究成果