K波段線性連續(xù)調(diào)頻雷達(dá)前端關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、近年來，以雷達(dá)技術(shù)為代表的傳統(tǒng)軍事技術(shù)正不斷地加大在民用領(lǐng)域的應(yīng)用，而頻譜的異常擁擠也使得頻率利用逐漸開始從低端向高端轉(zhuǎn)移，各個領(lǐng)域的巨大需求極大地促進(jìn)了微波、毫米波技術(shù)的發(fā)展。線性連續(xù)調(diào)頻雷達(dá)采用線性調(diào)頻的微波信號，通過計(jì)算雷達(dá)回波與本振信號的頻差來計(jì)算目標(biāo)距離，與其他體制雷達(dá)相比具有測量盲區(qū)較小、精度高且發(fā)射功率小等一系列優(yōu)點(diǎn)，日益成為民用雷達(dá)的首選方案，已被廣泛應(yīng)用在防撞預(yù)警、測距測速、無人機(jī)導(dǎo)航等領(lǐng)域。作為線性調(diào)頻雷達(dá)中的核心器

2、件，F(xiàn)MCW源的性能直接決定了整個雷達(dá)系統(tǒng)的性能。傳統(tǒng)的高性能線性調(diào)頻源一般成本較高且體積、重量大，不適合應(yīng)用于對體積、成本要求比較高的民用領(lǐng)域。因此研究具備成本優(yōu)勢的低相噪、高線性度、低雜散、高速變頻的FMCW源具有較高的民用及科研價值，一直是各大研究機(jī)構(gòu)的研究熱點(diǎn)。
　　本文內(nèi)容主要分為兩個部分，第一部分是在分析各種頻率合成方案的基礎(chǔ)上使用PLL環(huán)外插混頻的方案設(shè)計(jì)了一款工作在Ku波段寬帶可調(diào)的低相噪頻率源作為K波段線性調(diào)頻雷

3、達(dá)的發(fā)射與接收本振源。在該方案中，首先使用DDS的輸出掃頻信號作為參考信號直接激勵第一級鎖相環(huán)產(chǎn)生帶寬為100MHz，步進(jìn)頻率5KHz的線性調(diào)頻信號，再與第二級鎖相環(huán)輸出的點(diǎn)頻本振信號混頻輸出 Ku波段的線性調(diào)頻信號。測試結(jié)果表明，在整個工作頻段內(nèi)，輸出信號相位噪聲優(yōu)于-85dBc/Hz@10KHz，輸出功率大于-5dBm，雜散抑制度大于35dBc，功率平坦度小于1dB，達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。
　　本文第二部分內(nèi)容是采用基于GaAs

4、 pHEMT工藝的MMIC技術(shù)設(shè)計(jì)了一款工作在K波段的鏡像抑制諧波混頻器。該部分內(nèi)容首先簡單介紹了MMIC器件模型及MMIC電路設(shè)計(jì)流程，然后描述了鏡像抑制諧波混頻器的工作原理和基本結(jié)構(gòu)，最后給出了鏡像抑制混頻器的具體電路設(shè)計(jì)、版圖仿真結(jié)果。該混頻器使用本振信號的二次諧波分量與射頻信號進(jìn)行混頻輸出中頻信號。EM仿真結(jié)果表明，在設(shè)計(jì)頻段25GHz～31GHz內(nèi)，該混頻器變頻損耗約為11dB，端口隔離度大于30dB，鏡頻抑制度大于25dB；