E波段LFMCW雷達(dá)系統(tǒng)毫米波前端研究.pdf

1、隨著小汽車的迅速普及，交通事故也隨之增多，駕駛安全成為一項(xiàng)迫切需求。研究表明，作為重要的交通輔助工具，汽車防撞雷達(dá)可以有效提高行車安全。正是在此背景下汽車防撞雷達(dá)得到快速發(fā)展。E波段頻率由于頻譜資源純凈、豐富，電磁環(huán)境干擾少等優(yōu)勢(shì)成為汽車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的重要頻段。汽車防撞雷達(dá)通常包括脈沖雷達(dá)和線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)(LFMCW)，LFMCW雷達(dá)以測(cè)量精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、發(fā)射功率低以及無盲區(qū)等優(yōu)點(diǎn)而獲得更廣泛應(yīng)用。
　　毫米波前端是雷達(dá)系統(tǒng)的重

2、要成分，本文的研究工作圍繞E波段LFMCW雷達(dá)系統(tǒng)毫米波收發(fā)前端及其關(guān)鍵器件展開。根據(jù)要求，系統(tǒng)收發(fā)使用同一天線，且具備測(cè)距、測(cè)速及測(cè)向功能。通過對(duì)毫米波及雷達(dá)系統(tǒng)相關(guān)理論的分析，設(shè)計(jì)了混合集成電路形式的雙發(fā)雙收方案。為盡可能保持發(fā)射信號(hào)與本振信號(hào)的一致性，發(fā)射信號(hào)與本振信號(hào)共用一路X波段輸入信號(hào)，將其倍頻至Ka波段后，功分器將該信號(hào)一分為二，一路是發(fā)射信號(hào)，一路是本振信號(hào)。發(fā)射信號(hào)與本振信號(hào)都是通過8次倍頻至E波段。接收支路采用零中頻

3、結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是大大降低電路復(fù)雜度，便于實(shí)現(xiàn)電路集成和縮小電路尺寸。
　　根據(jù)毫米波前端設(shè)計(jì)方案，本文工作主要有：
　　1．選擇滿足方案要求的單元器件，并對(duì)各個(gè)器件進(jìn)行詳細(xì)分析；
　　2.設(shè)計(jì)連接前端發(fā)射端、兩個(gè)接收端和兩個(gè)天線收發(fā)端的六端口耦合器，該耦合器用兩個(gè)基于分支線混合網(wǎng)絡(luò)的定向耦合器級(jí)聯(lián)而成。
　　3.微帶線與波導(dǎo)的轉(zhuǎn)換采用E面探針結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了連接耦合器與天線的轉(zhuǎn)換波導(dǎo)。針對(duì)毫米波前端發(fā)射口及天線的測(cè)試，

4、設(shè)計(jì)了雙端口測(cè)試波導(dǎo)結(jié)構(gòu)件。
　　4.對(duì)連接裸片與微帶電路的金絲模型進(jìn)行仿真，分析其對(duì)前端系統(tǒng)性能的影響，將仿真結(jié)果反映到實(shí)際電路中。
　　5.設(shè)計(jì)了能夠進(jìn)行供電控制的前端系統(tǒng)電源，部分器件可以實(shí)現(xiàn)“先柵極后漏極”加電方式。設(shè)計(jì)裝配前端系統(tǒng)各個(gè)部分的腔體，該腔體氣密性好，可以有效防止信號(hào)泄露和前端自激。
　　經(jīng)過調(diào)試達(dá)到以下指標(biāo)：
　　除去測(cè)試件損耗，發(fā)射功率約為6dBm，接收增益>60 dB，測(cè)試距離約為46