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

1、近年來，以雷達技術(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了微波、毫米波技術(shù)的發(fā)展。線性連續(xù)調(diào)頻雷達采用線性調(diào)頻的微波信號，通過計算雷達回波與本振信號的頻差來計算目標距離，與其他體制雷達相比具有測量盲區(qū)較小、精度高且發(fā)射功率小等一系列優(yōu)點，日益成為民用雷達的首選方案，已被廣泛應(yīng)用在防撞預(yù)警、測距測速、無人機導(dǎo)航等領(lǐng)域。作為線性調(diào)頻雷達中的核心器

2、件，F(xiàn)MCW源的性能直接決定了整個雷達系統(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，一直是各大研究機構(gòu)的研究熱點。
　　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，步進頻率5KHz的線性調(diào)頻信號，再與第二級鎖相環(huán)輸出的點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，達到了設(shè)計指標要求。
　　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、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行混頻輸出中頻信號。EM仿真結(jié)果表明，在設(shè)計頻段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；