毫米波雷達(dá)前端系統(tǒng)設(shè)計

摘 要：首先對毫米波雷達(dá)前端系統(tǒng)設(shè)計原理進(jìn)行了闡述，接著對雷達(dá)前端系統(tǒng)的各個組成部分：振蕩器、0/π調(diào)相器、功率放大器以及混頻器的設(shè)計進(jìn)行了介紹，采用了微帶電路的設(shè)計方法，設(shè)計出該毫米波雷達(dá)前端系統(tǒng)，并對整個系統(tǒng)進(jìn)行了測試，得到了相應(yīng)的測試數(shù)據(jù)，最終的測試結(jié)果顯示，該系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到預(yù)期的設(shè)計要求。

關(guān)鍵詞：振蕩器；0/π；調(diào)相器；功率放大器；混頻器

中圖分類號：TN958.95 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004373X(2008)1703702

Design of Millimeter-wave Radar Front-end System

CHEN Jun，SU Kaixiong，HUANG Xiaoyu

(Physics and Information Engineering College，F(xiàn)uzhou University，F(xiàn)uzhou，350003，China)

Abstract：The paper first describes the principles the design of millimeter-wave radar front-end system，and then introduces various components of the system:oscillator，0/π phase modulation，power amplifier and mixer design，by using the microstrip circuit design methods，the design of millimeter-wave radar front-end system is realized，and the whole system is tested，getting the corresponding test data，and the final test results shows that the system has been designed to achieve the desired requirements.

Keywords：oscillator;0/π;phase modulation;power amplifier;mixer condenser

1 引 言

毫米波的工作頻率介于微波和光之間，毫米波雷達(dá)比微波雷達(dá)體積小、重量輕、波速窄、帶寬大、抗干擾能力強(qiáng)；比紅外或激光傳感器氣象適應(yīng)性好，所以它是繼激光、紅外之后電磁頻譜利用中的一枝新秀。以前毫米波雷達(dá)的應(yīng)用受到器件，尤其是有源器件功率不高的限制，使它難以在末制導(dǎo)以外的領(lǐng)域發(fā)揮作用。然而今非昔比，20世紀(jì)90年代第二階段的微波毫米波集成電路規(guī)劃取得重大突破后，大功率毫米波功率源、介質(zhì)天線、集成天線、低噪聲接收機(jī)芯片等相繼問世，使毫米波雷達(dá)發(fā)生了更新?lián)Q代的變革，并且大大拓寬了它的應(yīng)用領(lǐng)域。

2 毫米波雷達(dá)前端系統(tǒng)設(shè)計原理

利用偽隨機(jī)編碼信號良好的自相關(guān)特性，低距離副瓣，獲得高的測量精度和距離分辨率。同時利用正弦波調(diào)頻信號體制的回波信號功率為距離函數(shù)的特點(diǎn)來有效地抑制近區(qū)雜波干擾。圖1為采用偽隨機(jī)編碼調(diào)相和正弦波調(diào)頻這兩種連續(xù)波信號的復(fù)合調(diào)制體制框圖。

16 GHz高頻振蕩器產(chǎn)生16 GHz±10 MHz微波振蕩信號，經(jīng)正弦調(diào)制后信號送到調(diào)相器，進(jìn)行隨機(jī)編碼調(diào)相。調(diào)相后的信號通過功分器，一部分放大后由發(fā)射天線輻射出去，另一部分泄漏信號加到信號混頻器。經(jīng)天線輻射出去的射頻信號照射到目標(biāo)后，目標(biāo)反射的回波信號由天線接收，回波信號送到信號混頻器與泄漏信號混頻并濾除高頻信號，得到視頻信號。視頻信號放大后經(jīng)過數(shù)字信號處理就可以送到耳機(jī)從而直接監(jiān)聽目標(biāo)運(yùn)動情況、速度和狀態(tài)。

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文