24GHz混合集成FMCW源研究.pdf

1、近年來,隨著算法與芯片器件的不斷成熟,以及各國對雷達在民用領(lǐng)域工作頻段的逐步開放,雷達越來越多的應用在目標定位識別、飛行導航、船舶汽車防撞等領(lǐng)域。微波毫米波FMCW雷達因其分辨率高、算法簡易、全天候工作和體積小等優(yōu)勢尤其受到關(guān)注。FMCW頻率源作為雷達防撞系統(tǒng)的核心,研究體積小、功耗低與高性能的FMCW頻率源具有重要的工程意義和社會價值。
　　論文從介紹FMCW頻率源的國內(nèi)外發(fā)展動態(tài)開始,分析常用的FMCW頻率源合成方案及其優(yōu)缺點

2、。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)系統(tǒng)要求提出了采用DDS直接激勵PLL設計方法的K波段FMCW頻率源方案。出于低功耗、小型化的考慮,方案選用功耗小、成本低的DDS芯片,利用晶振的五次諧波作為DDS的參考頻率,避免了晶振多次倍頻、放大與濾波鏈路,同時采用了集成 VCO的鎖相芯片代替?zhèn)鹘y(tǒng)鎖相環(huán)。測試結(jié)果表明,24GHz線性調(diào)頻頻率源能夠輸出23.76~24GHzFMCW信號,輸出信號功率為12dBm,帶內(nèi)平坦度不大于2dB,相位噪聲優(yōu)于-70dBc/Hz

3、@10KHz,雜散抑制度高于45dBc,滿足了系統(tǒng)指標。頻率源的直流功耗為2.8W,其尺寸僅為58mm×53mm×19mm,達到了低功耗與小型化的目的。
　　完成頻率源之后,在該FMCW頻率源的基礎(chǔ)上集成了微帶陣列天線與下變頻芯片組成 FMCW收發(fā)前端對測距功能進行驗證。為了達到對系統(tǒng)功率合理分配與降低成本的目的,方案選擇具有諧波混頻功能的下變頻芯片。天線采用隔離度更好的收發(fā)雙天線的形式,同時采用可以與腔體共形的平面微帶陣列天線來