李玉芳[1]2002年在《FMCW毫米波雷达系统中频电路及信号处理研究》文中提出随着毫米波雷达技术的日益成熟和人们对安全性的迫切需要，近年来，防撞雷达系统得到了深入研究和广泛应用，如自动巡航控制、碰撞报警和防碰撞系统以及有待发展的雷达成像和汽车的自动驾驶系统等。中频和数字处理是防撞雷达系统不可或缺的重要组成部分。本文重点讨论了毫米波防撞雷达系统的中频电路及其改进、基于脉冲计数新方法的处理机和自适应信号处理等的研究工作，主要研究内容摘要如下： 1简要介绍了防撞雷达系统的发展历史，总结了雷达信号处理的发展和数字信号处理技术在雷达系统中的应用及其实现方法。 2简单介绍了FMCW毫米波雷达系统，包括它的测速、测距原理，基本组成与结构和其主要的性能指标，并简单介绍了已研制的SAE-100型毫米波防撞雷达系统和工业用FMCW毫米波避碰雷达系统及防撞雷达的应用。 3详细讨论了FMCW毫米波雷达系统的中频电路实现。内容涉及：中频电路的基本原理及指标，前置放大电路的噪声性能对整个系统性能的影响，接收机的主要组成部分(前置放大电路、AGC放大电路)的基本原理、实现方法、测试结果及分析和VCO的调制信号产生电路的实现及测试结果。与前端联调结果表明该部分电路性能良好。 整个接收机中频放大倍数为25000倍，88dB。中频输出信号幅度控制在1V左右，符合后继信号处理部分的要求。在版图设计、器件选择、布线和调试过程中注意其电路的稳定性，很好的避免了高增益放大电路常有的自激现象。讨论了前置放大器的噪声性能对整个系统噪声性能的影响，为电路的结构设计和器件的选择提供了理论依据。 雷达系统对叁角波(VCO的调制信号)的稳定性和线性度要求较高，在方案选择上采用晶体稳频多谐振荡器保证其稳定性。指出了其设计和调试中的关键所在。产生的叁角波稳定性和线性度很好，线性度＜1％，且叁角波幅度和直流电平独立可调。 4根据实测结果，深入研究了FMCW毫米波雷达中叁角波泄漏的问题。根据FMCW毫米波雷达基本工作原理、雷达基本方程，雷达前端结构等，进行了理论推导和仿真，指出了叁角波泄漏的根源：由于VCO的非理想性，在调频的同时存在着寄生调幅，这时的发射信号不是纯粹的调频波，而是调幅调频波。山于泄漏叁角波的存在，使得整个雷达系统的性能大大降低，探测距离显着下降，并使仍P处理部分在某些情况下不能正常工作，误判几率较大。通过对泄漏叁角波的研究，给出了几种有效的解决方法，这对FMCW毫米波雷达系统的设计和其性能的提高，具有较好的参考价值。 5进一步探讨了FMCW毫米波雷达系统接收机中频电路的改进方法，以提高电路性能，降低成本，减小实现的复杂度。本文从改进接收机中频电路入手，针对发射机泄漏信号对系统性能的影响和中频电路结构的复杂性，探讨了频率域动态压缩方法，它可以有效地抑制泄漏叁角波强于扰信号，在一定条件下，可替代AGC电路，简化系统结构。压缩网络的带宽为IMHZ，压缩动怂范围为80dB。并给出了具体实现方法和结果。 6针对FMCW毫米波雷达本身的特点和要求，深人研究了FMCW毫米波雷达系统的自适应信号处理技术。讨论了利用自适应滤波器消除泄漏叁角波的方法和改善中频输出波形的系统自适应滤波技术。仿真结果表明，文中所述自适应滤波方法可以有效消除泄漏叁角波强干扰信号：提高接收机的灵敏度、增大中频输出信号噪声抑制比、改善中频输出波形，具有很好的滤波效果。为系统性能的改善奠定了理论基础，具有较好的实用参考价值。 在采用自适应滤波器消除泄漏叁角波的研究中，重点讨论了利用自适应噪声对消器消除泄漏叁角波。结果说明采用自适应滤波器的方法可以达到很好的滤除泄漏叁角波的效果。是消除泄漏叁角波强干扰信号的较理想方法。 在系统的自适应信号处理研究中，系统实现采用称为自调谐滤波器的自适应对消器，结果表明，在自适应过程结束后，利用该方案可以得到和原始携带信息的理想干弦波十分近似的正弦波输出，其误差是一个具有很小振幅的随机过程，具有很好的滤波效果。 7重点研究了基于脉冲计数新方法的雷达处理机的实现，深入研究了可以有效改善处理机性能的自适应检波电路。脉冲计数新方法能够成功克服DSP处理机的成本高、实现复杂、稳定性不够等一系列不足，实现方便，结构简单，重复性和移植性好，而成本相对于DSP大大降低，适合实际应用和生产。自适应检波电路可以有效抑制各种干扰，提高处理机的测距精度。在射频前端性能较差的情况且I 下，它能有效改善处理机性能。 从系统联调的测试结果可以看出，利用自适应检波电路，可以大大改善基于 ＿脉冲计数新方法的雷达信号处理机的性能，使得雷达系统的测距精度大大提高。＿ ，相对采用固定门限的处理机，其测距误差改进可达 100倍以上。－在本部分论文的研究过程中申请发明专利两项，实用新型专利一项。目前， －采用自适应检波电路的处理机己经在工业用避碰雷达中获得应用。
郑兴林[2]2007年在《毫米波汽车防撞雷达信号处理关键技术研究》文中研究指明汽车防撞雷达作为一种辅助驾驶设备,能有效地对即将发生的碰撞危险发出报警,增加行车的安全性,因而越来越受到广泛的重视。为了提高汽车防撞雷达性能,本文对毫米波汽车防撞雷达信号处理关键技术展开研究。本文首先针对毫米波汽车防撞雷达系统进行了简要的分析,即工作体制的选择,测距测速原理,系统性能要求与主要参数设计,以及FMCW毫米波雷达的基本结构等问题。然后本文重点研究了毫米波汽车防撞雷达中频信号频谱分析与中频信号去噪两大问题。中频信号频谱分析采用目前应用最广泛的FFT法,分析了FFT法计算量与计算精度的固有矛盾,并针对这一矛盾对传统的FFT法进行了改进,即FFT-Chrip Z变换法,理论分析和实验证明该方法在保证与FFT法相同精度的情况下,计算量与FFT法相比显着减少。中频信号去噪是本文的另一重点研究内容,在这一部分中使用了两类基于小波变换的去噪方法——阈值去噪法和模极大值去噪法。在基于阈值的去噪方法的研究中,分析了传统软阈值和硬阈值去噪法的缺点,并提出了两种改进方案,仿真实验表明改进方法相比与软阈值和硬阈值去噪法,去噪效果有显着改善,有效地提高了信噪比。在模极大值去噪方法的研究中,针对交替投影法计算量大的缺点,提出了改进方案,在获得较好的去噪效果的同时,显着地减少了运算量,降低了计算时间。
黄杨[3]2016年在《FMCW安防雷达毫米波前端集成技术研究》文中进行了进一步梳理毫米波雷达是高分辨率测量雷达之一,在使用调频连续波(FMCW)调制时,其测量的精度更高。与其他体制雷达相比较,它具有系统结构紧凑、测距精度高以及基带信号处理效率高等特点。因此,FMCW毫米波雷达广泛被应用于各种场景,在军事方面,有电子对抗雷达和导弹制导雷达等,在民用方面,有气象雷达、安防雷达、汽车防撞雷达等。本论文主要开展安防雷达整机研究,设计安防雷达整机中的前端模块电路。根据整体系统指标要求和毫米波雷达理论,在毫米波前端收发机子系统中采用双天线,其作用是提高前端收发子系统隔离度和抗干扰能力,从而实现多个移动目标距离估计与移动速度检测。发射支路和接收载波支路通过一个具有滤波作用的功率分配器输入信号,一路射频信号通过两次2倍频和放大器作为Ka频段发射信号,另一路射频信号通过一次2倍频和Ku放大器作为接收载波信号。接收毫米波电路采用了两级低噪放和零中频结构方案,这样就可以使系统结构紧凑,有利于混合电路集成和减小前端系统外形尺寸。另外中频电路子系统采用了一级低噪放和两级自动增益控制(AGC)电路,便于基带数字信号的处理。根据毫米波安防雷达整机性能和前端模块性能要求,本论文研究工作如下：1.按照FMCW安防雷达原理和整机性能要求,设计出安防前端模块电路方案,同时把设计电路用软件进行模拟和验证：2.设计了毫米波前端子系统中有源电路,这些关键电路可以达到毫米波前端子系统的要求,也可以达到毫米波整机系统的指标要求；3.设计了无源关键器件,包括单层和多层无源器件,既能够满足毫米波前端子系统对无源器件性能指标要求,同时也可以减小无源器件的尺寸：4.设计了能够解决毫米波前端子系统电磁兼容问题的腔体以及能够控制前端子系统供电的保护电源；5.完成了安防雷达前端模块的整体设计,给出了安防雷达前端模块和整机测量结果。最后的总体测试结果为：发射机输出功率是20dBm左右,接收机灵敏度是.112dBm左右,有效距离是200米左右。从最终测试结果可以看出,本毫米波前端子系统达到了系统基本指标要求,但也有改进和提升的地方。
黄文奎[4]2006年在《毫米波汽车防撞雷达的设计与实现》文中进行了进一步梳理汽车防撞雷达可大幅降低交通事故的发生概率，具有广阔应用前景。汽车防撞雷达有多种体制，测量性能和制作成本差异较大。本文设计制作了线性调频连续波(LFMCW)、频移键控(FSK)两种体制的雷达。在前人研究的基础上对雷达信号处理电路进行了改进，在国内率先制作成功了FSK体制汽车防撞雷达。 本文首先设计确定了雷达的性能参数和基本结构。LFMCW、FSK和步进频率连续波(SFCW)叁种体制的雷达，从理论上对信号产生、发射、传播、接收、处理的全过程进行了研究，确定了这叁种雷达的工作性能和信息获取方法。设计确定了雷达的性能指标、叁种体制雷达的基本结构和雷达各组成部分的技术参数。使用ADS对FSK、SFCW两种雷达进行了系统仿真，验证了设计方案的可行性，可以正确获取目标信息，满足雷达性能指标要求。 然后设计并制作了LFMCW、FSK两种体制的雷达，FSK体制汽车防撞雷达的制作在国内尚无先例。设计制作了雷达的系统控制电路和信号处理电路。在前人研究的基础上对信号处理电路进行了改进，针对LFMCW雷达设计制作了频率灵敏度控制电路，使信号的动态范围压缩了40dB，有效地提高了测距范围。针对FSK雷达设计制作了软件解调电路，简化了系统结构降低了制作成本。 另外还设计制作了用于雷达信号采集、存储的数据采集系统，编写了系统控制程序。
盛怀茂[5]2002年在《汽车防撞毫米波FMCW雷达前端集成关键技术研究》文中进行了进一步梳理汽车防撞毫米波雷达系统为近年来毫米波在汽车方面应用的一个热点。毫米波系统在汽车上应用的关键是系统的稳定性好和体积小，所以毫米波雷达前端的集成化研究成为本论文的主题。本文的工作围绕汽车防撞FMCW毫米波雷达系统的研制展开，研究重点为雷达系统射频前端的集成。 本文首先对单端口负阻振荡器进行了分析，给出了Gunn二极管负阻振荡器的设计方法，设计出了一个变容管调谐平面微带Gunn二极管VCO芯片，该芯片以GaAs为衬底，尺寸为4.4mm×3.9mm。另外，对于Gunn二极管VCO电路，本文还提出了一种简便可行的散热方法。经过测试，得到振荡频率为28.8GHz，调频带宽20MHz，与期望结果相差较大。根据此实验结果，分析了实验偏差产生的原因。 MESFET较之Gunn二极管在VCO电路中有效率高、设计灵活性、便于集成等优点，所以本文着重介绍了变容管调谐微带结构MESFET VCO的研制工作。对双端口负阻振荡网络进行了理论分析，介绍了叁种双端口负阻振荡网络的分析方法，在负阻振荡器参数优化问题上提出了微波晶体管负阻振荡网络输出阻抗的极值线模型，该模型把对反馈元件和谐振元件参数的二维搜索问题转化为一维搜索问题，所以使优化过程大大简化，缩短了电路设计时间。另外，还对反馈网络、谐振网络和输出匹配网络的设计进行了探讨。根据该设计理论，用HP ADS进行了14GHz MESFET VCO的设计与仿真，并对设计的电路进行了制作与测试。VCO电路采用串联反馈、共源极结构，除变容管和MESFET管芯另外焊接外，其余器件全部用微带实现。变容管采用南京电子器件研究所生产的WB62，MESFET采用Alpha公司的AFM04P2-000型Ka波段功率管管芯，电路基片为厚0.5mm、介电常数为2.65的聚四氟乙烯板。电路制作方便，易于修改，而且成本很低。设计出的电路尺寸为3.4cm×3.9cm。根据测试结果，该VCO电路的中心频率为14.14GHz，调频带宽大于100MHz，带内输出功率在2～6mW之间。根据实验结果研究了谐振回路结构对VCO调频带宽的影响。由于缺乏相关的测试设备，没有对VCO的相位噪声进行测试。 耗尽型MESFET的栅极正常工作时通常需要加负偏压，而漏源偏压应为正，所以耗尽型MESFET工作时需要两组电压源。一般为了防止加电的瞬间流经沟道的电流过大而烧毁器件要先加栅极负偏压，再加漏源正偏压，断电时次序应相反。 汽车防掖毫米波FMCW W达前端集成关键技术研究根据这些要求，本文设计出了一个应用于MESFET电路的电源电路。该电路由十12V电源供电，提供正负两组电压输出，输出电压幅度可调。用简单的延时电路实现了合理的正负电源的加电和断电次序。实验表明，该电源电路工作稳定，完全适用于MESFET电路。 对于压控振荡器在调频的同时也存在着寄生调幅，是不可避免的。较大的VCO寄生调幅对雷达的作用距离有严重影响，对此，本文进行了分析，并提出了一种在中频电路中用滤波电路进行抑制由寄生调幅带来的于扰信号的方法。针对雷达应用，对该滤波电路进行了优化设计。实验结果表明，这种方法可以使雷达的作用距离大大增加。 汽车防撞毫米波雷达的应用需要雷达的高稳定性、小型化和低成本，为此必须对雷达前端进行集成。本文的工作围绕前端集成研究展开，最后给出了一个集成方案。该方案采用双天线毫米波FMCW系统结构，首先通过功能级仿真确定各功能子电路的指标要求，再通过器件级仿真确定各功能电路的结构和具体参数，然后对各功能电路进行分别设计、制作和调试，调试完全通过后，用MCM技术把各个模块进行二次集成。
崔斌[6]2007年在《毫米波阵列天线技术及其在小型雷达前端中的应用》文中认为近年来微电子技术和微电子工艺都经历了飞速发展，固态毫米波器件日益成熟，微波单片集成电路(MMIC)逐渐向频率高端发展，并已经进入毫米波应用阶段，这些都为毫米波集成系统的发展奠定了良好的基础。随着毫米波系统的不断改进，系统对天线的要求也不断提高，这极大程度的促进了毫米波天线技术的发展，不断有新结构、高性能的天线问世，并且相当一部分已经成功应用到了毫米波系统中。结合国际上毫米波雷达的发展及应用情况，本文首先介绍了论文的研究背景和研制基于MMIC芯片技术的小型毫米波雷达前端的重要性及前沿性。详细梳理了毫米波微带阵列天线近十年来的国内外研究状况及发展方向。在详细介绍了微带天线的基本理论、经典分析方法、天线单元的馈电方法、微带阵列天线的形式、特性及馈电网络之后，本文从毫米波天线单元入手，研究了矩形微带天线的设计方法及其特性，给出了适用于毫米波微带天线的理论计算公式。在理论计算的基础上，论文利用仿真软件研究了不同馈电方式时，天线单元尺寸及馈点位置对天线输入阻抗及回波损耗的影响，并得出最佳参数值，其结果与理论计算值相符。在对天线单元进行了讨论的基础上，根据毫米波雷达前端的具体要求，论文设计了八款毫米波微带阵列天线。其中两款4元双天线是为双天线体制毫米波雷达前端而设计，测试结果表明双天线具有较高的隔离度，它们已成功应用到小型毫米波双天线雷达前端系统。论文还另为单天线雷达前端设计了六款微带阵列天线，包括叁款基于子阵结构的64元辐射边馈电天线、64元非辐射边馈电天线、256元非辐射边天线，和叁款串并混合馈电结构的16元天线、144元天线及144元带宽改进型天线。串并混合馈电天线是在并联的馈电分支上通过逐次功分，给沿线的多个贴片馈电，这种馈电方式使方形阵(即n×n型阵)的阵元数目更灵活。为了改善窄带特性，在144元串并混合馈电天线的基础上，本文提出了一种基于多点谐振展宽带宽的方法。通过分别设计并联分支上各个贴片单元的尺寸及相应的四分之一波长阻抗变换器的长度，获得多个临近的谐振点，从而达到展宽带宽的目的。该方法在保持天线方向图基本不变的情况下，展宽带宽近四倍。作为毫米波阵列天线的应用背景，论文对基于MMIC技术的毫米波雷达前端做了详细介绍。雷达前端的电路部分利用多芯片互联(MCM)技术对MMIC裸片和微带元件进行混合集成，整个电路制作在与天线大小相同的衬底上，采用背对背方式通过同轴探针或小孔耦合与天线连接。文中主要介绍两款36.5GHz小型雷达前端，它们分别采用单天线体制和双天线体制，整个前端集成在25mm和30mm直径的圆柱形金属盒内。论文给出了详细的系统集成方案、主要技术指标、系统指标分配及系统集成工艺。最后给出了应用微带阵列双天线的毫米波雷达前端的测试结果。测试结果表明雷达前端具有很好的探测性能。论文的最后对微带天线的制作工艺及测试方法进行了讨论，给出详细的工艺制作流程和具体的S参数测试步骤及方向图的测试方法。随着无线通信频率向高端倾斜，毫米波天线将得到更广泛的应用，论文的结尾对微带天线在毫米波无线通信领域的发展前景作了展望。
虎宾[7]2004年在《5mm波段FMCW雷达体制研究及信号分析》文中研究说明在对5mm波段毫米波雷达的尝试性研究的前提下，本文对FMCW雷达体制下信号分析、接收机性能、匹配滤波、模糊函数分析等信号处理领域的理论以及技术进行了深入而系统的研究。 本文先介绍了雷达基本工作原理以及调制、匹配滤波、模糊函数等雷达信号分析的相关知识。在此基础上分析了FMCW体制雷达的收发信号与差频信号，介绍了差拍-傅立叶接收机并对其性能作了系统的分析，接着提出了一种简单的匹配滤波器的实现方法，然后从FMCW雷达的模糊函数分析出发来研究FMCW雷达的体制。并且在雷达信号分析后部分提出了一种新的参数分析法，即利用已知参数根据参数的物理意义或参数的图形分布，利用曲线拟合最小二乘法来建立数学模型(一种新的雷达距离方程)、求解数学方程。本文在雷达参数处理领域提出此方法只是一次尝试，如现实可应用，本人将在今后对此部分作更深入的研究。 文章第五章介绍了5mm波段毫米波雷达专用电源的设计与研制，从理论上分析专用电源的原理，并在实际中研制出硬件成品，测试了专用电源工作时的相关参数，说明了电源的性能。 文章最后介绍了TI公司的DSP芯片，并且根据实际测得的参数，利用CCS对差频信号分析结果做了FFT处理的DSP仿真。根据仿真结果说明了FMCW雷达差频信号分析DSP实现的可行性，为后面信号处理DSP实现的硬件电路设计做了准备。
李姗姗[8]2005年在《5.5mm FMCW雷达测距系统分析研究》文中研究指明非大气窗口毫米波波段是大气衰减严重的毫米波波段。在卫星之间的通信、地面近距离通信或近程雷达中,选择非大气窗口具有优良的保密性,极强的隐蔽性。本文首先对非大气窗口毫米波雷达作用距离和抗干扰性进行分析,证明了非大气窗口毫米波雷达适用于近程探测,并且具有良好的保密性和抗干扰性。 本文接着就调频连续波雷达测距的原理进行说明,对差频信号进行了时域和频域上的分析,并根据理论和实际需要给出毫米波调频测距系统的参数选择。在完成上述理论分析后,本文进一步的工作是对系统各部件设计进行阐述。 最后,采集了系统各部分实际波形,并分别对叁组距离的差频信号和滤波放大后的信号进行实测采集,并对实测信号进行分析,验证了上述的部件设计方案的可用性。
徐涛[9]2003年在《毫米波汽车防撞雷达实用化研究》文中研究指明FMCW毫米波防撞雷达是近年来研究与发展汽车防撞系统的主流技术，具有广阔的应用前景。本文希望可以通过对算法，结构和器件等一系列研究，解决实际应用中的关键问题，开发出精度高、实时性好的实用化毫米波汽车雷达防撞系统以满足军方、民用方面的需求。 要建立一个毫米波汽车防撞雷达系统，首先必须明确确定雷达传感器的技术规范，了解其中各个部件的具体作用和要求。 本文首先介绍了毫米波汽车防撞雷达的测距、测速原理。根据实际系统的要求对毫米波汽车防撞雷达的性能提出参数化要求，确定了实际工作频段，讨论了几种不同的系统结构对整体系统性能的影响。 然后使用ADS进行整体系统仿真，根据系统原理和仿真结果讨论系统各部件对整个系统性能的影响，并据此提出合理的部件参数。并分别详细地介绍发射子系统、接收子系统和目标模型叁大功能块的具体仿真模型。 另外毫米波汽车防撞雷达作为一项汽车安全设备对精确性和实时性都有较高的要求。一个完全实用的雷达产品不仅要能够分辨前方障碍的有无。还应精确的分辨出个数，位置，以及相应的速度，距离，甚至种类，并智能的判别危险性的大小。而目前的毫米波雷达往往不能完全达到上述要求，这就要求我们从体制，系统结构，算法等各方面做出改进。以达到实际需要的要求。另外，毫米波雷达除了要求准确，对实时性的要求也很高。如果算法繁杂，计算缓慢，即使可以得到精确的结果。也已因为过长的时延而丧失了其实际意义。因此高效快速的算法也是系统算法追求的目标。 文中专门用一个章节研究了雷达的算法问题。首先针对汽车防撞雷达的发射信号波形设计进行研究探讨。分析了传统的FMCW信号在进行多目标识别时的问题，提出了一种采用变周期调频连续波信号进行多目标识别的方法，并通过计算机仿真证明其有效性。然后研究利用算法降噪的问题。这里采用时频分析的方法，对噪声进行对消，以达到使用软件算法的补偿，减低系统对硬件要求的目的。为了验证其可行性，利用实验中采集的雷达接收信号进行计算，最后验证了该算法的可行性。 一个通用的毫米波雷达前端主要由以下几个关键器件构成：VCO、功率放大器、低噪声放大器和混频器。这些器件性能对整个系统的整体性能有着举足轻重的影响。 我们首先设计了一种使用混合集成电路技术制造的24GHz环形平衡混频器。毫米波汽车防撞雷达实用化研究该混频器采用高阻GaAS作为无源器件的衬底，在其上进行微带线布线和无源器件的制造，并采用倒扣技术键合二极管堆。最后对完成的混频器进行了测试。在本振功率为16dBm时，其变频损耗小于6dB，本振信号隔离度好于45dB，且工艺过程适合低成本大批量生产。 接着介绍了一种应用HEMT器件设计的MM工C低噪声放大器。首先分析了不同结构尺寸和外加偏压，对HEMT器件直流交流特性的影响。然后详细地介绍了该放大器的设计过程。最后给出了版图。 最后介绍利用功率合成技术制造毫米波功率放大器的方法。介绍了一种利用两片砷化嫁单片集成功率放大器并联构成的功放。它采用微波多芯片模块(MMCM)的组装工艺技术，将单片贴装于散热金属载体之上，用金带压焊空气桥把单片的射频输入、输出端口以及直流供电与控制端口引至微带电路的介质载体之上。给出了该功率放大器的测试结果，并设计了一系列试验分析了设计和测试结果不同的原因。最后给出了改进设计。
李双[10]2017年在《Ka安防雷达中调频连续波频率源的设计和研究》文中提出调频连续波(FMCW:Frequency Modulation Continuous Wave)雷达具有低发射功率、结构紧凑、高测距测相精度以及高抗有源干扰能力等优点,因此广泛应用于各种民用、军工领域。如何产生分高辨率、高线性度、高变频速度、低功耗的频率源,是当前频率合成技术的发展方向。本文主要工作内容如下:1.总结近年来FMCW雷达系统的国内外研究现状,分析FMCW雷达的硬件组成及测距测速信号处理原理。结合“Ka波段安防雷达系统”原理框图,阐述安防雷达整机的工作方式。根据FMCW雷达整机系统指标,反推出频率源的指标,研发安防雷达系统中的FMCW频率源。根据频率源的指标要求,结合目前最为成熟的两种频率合成技术,直接数字频率合成(DDS:Direct Digital Synthesis)和锁相环(PLL:Phase Lock Loop),本文最终选择使用“DDS与PLL两次混频结构”作为频率源设计的核心方案,研制一款X波段频率源。2.设计和测试频率源中各芯片模块的电路,主要包括了叁个方面:(1)研发了一款基于HMC821和一款基于HMC834的锁相环电路,并分别对这两款锁相环电路进行了调试,计算频率控制字,将其编写成程序并写入到相应的寄存器。结合芯片基本工作原理,详细分析调试中所遇到的问题。对锁相环输出信号需要进行滤波处理,使其满足系统指标的要求。(2)研发了一款基于AD9910输出信号为调频连续波的DDS电路,详细计算频率控制字,设计芯片合理的外围供电和控制电路,并对其进行调试。选择合适的放大器芯片,设计合理的放大器外围供电、去耦滤波电路。(3)根据滤波器的指标和参数选择合适的滤波器,并将其应用于频率源电路中进行滤波。根据滤波器的理论和设计方法,设计一款多模阶梯阻抗谐振器(SIR:Step Impedance Resonator)的X波段微带滤波器,并对其进行测试,分析测试结果。3.在安防雷达系统各个功能模块调试完成之后,把频率源模块、射频收发机链路模块、中频自动增益控制模块、基带信号处理模块、电源模块进行整体装配并进行外场测试,分析实验数据。对比室外复杂环境和简单环境的条件下雷达的工作情况。分析各个模块的功耗,以及系统的总功耗。总结本文频率源的设计,提出还可以优化和研究的方向。
参考文献：
[1]. FMCW毫米波雷达系统中频电路及信号处理研究[D]. 李玉芳. 中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所）. 2002
[2]. 毫米波汽车防撞雷达信号处理关键技术研究[D]. 郑兴林. 国防科学技术大学. 2007
[3]. FMCW安防雷达毫米波前端集成技术研究[D]. 黄杨. 电子科技大学. 2016
[4]. 毫米波汽车防撞雷达的设计与实现[D]. 黄文奎. 中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所）. 2006
[5]. 汽车防撞毫米波FMCW雷达前端集成关键技术研究[D]. 盛怀茂. 中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所）. 2002
[6]. 毫米波阵列天线技术及其在小型雷达前端中的应用[D]. 崔斌. 中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所）. 2007
[7]. 5mm波段FMCW雷达体制研究及信号分析[D]. 虎宾. 南京理工大学. 2004
[8]. 5.5mm FMCW雷达测距系统分析研究[D]. 李姗姗. 南京理工大学. 2005
[9]. 毫米波汽车防撞雷达实用化研究[D]. 徐涛. 中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所）. 2003
[10]. Ka安防雷达中调频连续波频率源的设计和研究[D]. 李双. 电子科技大学. 2017
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