K波段LFMCW雷達頻率源系統(tǒng)研究.pdf

1、FMCW雷達體制廣泛應用于高精度測速測距雷達系統(tǒng)中。隨著微波毫米波技術日趨成熟，新技術不斷被提出，國內外已經有很多學者和研究機構對FMCW雷達系統(tǒng)的實現(xiàn)技術進行了深入的研究。國外已經有人應用MMIC技術成功實現(xiàn)了E波段、W波段等毫米波FMCW雷達信號源，也有部分商用產品投入市場?？偟膩碚f，F(xiàn)MCW雷達技術正趨向于小型化，集成化，數字化。
　　 本文針對K波段LFMCW雷達應用需求，結合實際的實現(xiàn)條件，設計了中心頻率為24GHz的

2、LFMCW雷達射頻系統(tǒng)總體方案，并完成了K波段頻率源系統(tǒng)中關鍵部件的設計與實驗研究工作，包括DDS線性掃頻源、X波段十六倍頻鏈、K波段無源二倍頻等。論文取得的主要研究進展包括:
　　 1，根據24GHzLFMCW雷達的技術指標要求，設計了24GHzLFMCW雷達射頻系統(tǒng)總體方案，將整個系統(tǒng)劃分為幾個獨立模塊，具體設計了K波段頻率源系統(tǒng)各個部分的實現(xiàn)方案，合理地設計了模塊之間的功率電平匹配。根據高速公路測速測距雷達等實際應用要求，

3、提出了輸出中心頻率24GHz，帶寬±100MHz的技術指標。
　　 2，采用DDS結合上變頻技術，設計了L波段750MHzLFMCW頻率源。通過將AD9954型DDS芯片輸出與PLL輸出進行上變頻，實現(xiàn)了中心頻率750MHz，輸出掃頻范圍747MHz至754MHz的低雜散、低相噪、線性調頻連續(xù)波信號輸出，輸出信號功率電平約為-12dBm。
　　 3，采用肖特基二極管無源二倍頻技術結合HEMT器件有源四倍頻技術，并利用商用

4、有源二倍頻器件，設計了X波段十六倍頻鏈。在各級倍頻器件之間采用高選擇性帶通濾波器抑制不需要的諧波分量。無源二倍頻采用肖特基二極管HSMS2822實現(xiàn)，將中心頻率750MHz的信號變換至1.5GHz頻段。有源四倍頻利用HEMT三極管FHX35LG實現(xiàn)。在輸出頻率5.976GHz～6.032GHz范圍內輸出功率介于1～3dBm之間。選用商用器件HMC368LP4E和HMC441LC3B設計了有源二倍頻器，之后由威爾金森一分三功分器分為三路輸

5、出。實測結果表明，在輸入功率0～10dBm情況下，輸出頻率11.5～12.5GHz范圍內，三路端口輸出功率大于14dBm，最大輸出功率15.6dBm，輸出功率電平在輸出頻帶范圍內頻響性能優(yōu)良，三路輸出平衡性較好。
　　 4，采用單平衡倍頻方式，設計了K波段中心頻率24GHz的無源二倍頻器。輸入端采用環(huán)形耦合器結構，有效抑制奇次諧波。選擇肖特基二極管DMK2790作為非線性器件，優(yōu)化設計了輸入輸出匹配及回收電路，合理地設計了輸出端

6、帶通濾波器。選用厚度0.254mm的Rogers5880作為介質基片，通過三維電磁仿真軟件HFSS對外圍無源電路進行優(yōu)化仿真，通過電路仿真軟件ADS對二極管根據已有參數進行建模，并進行整體電路的優(yōu)化仿真。實測結果表明，該倍頻器在輸出頻率23.5～24.2GHz范圍內，變頻損耗小于12dB，最小變頻損耗為9.57dB。
　　 5，在上述工作的基礎上，完成了X波段倍頻鏈模塊與K波段二倍頻器模塊的級聯(lián)調試。測試結果表明，在輸入747～