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线性调频连续波雷达信号泄漏对消技术的研究

作　者: 王宝平
导　师: 王园
学　校: 电子科技大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: 调频连续波雷达泄漏信号对消直流偏移补偿矢量调制器
分类号: TN957.51
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 42次
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内容摘要

信号泄漏是任何连续波体制雷达所固有的缺点，特别是在单天线连续波雷达体制中，该缺点也是连续波雷达发展的制约因素。为了解决单天线调频连续波雷达信号泄漏的问题，增加发射机和接收机之间的隔离度，本文用环形器的基础上加模拟式RF对消电路来解决此问题。本文的创新点在于巧妙地解决了正交混频器的直流偏移问题。设计的模拟式RF对消电路用一个简单的加法电路对正交混频器的直流偏移电压进行了补偿，解决了使用模拟式混频器无法避免而又难以消除的问题，这一问题的解决使得对消精度进一步提高。本文设计的RF对消电路工作频段为1.89—2GHz，通过对混频器直流偏移电压的补偿，在静态单频点情况下的对消比最小为36dB，最大可达51dB，在110MHz的带宽内不同扫频速率下的对消比达到了33dB以上。与没有直流偏移补偿的对消比对比，补偿后单频点对消比提高了15dB以上，动态扫频情况下的对消比提高了9dB。改变泄漏信号功率的大小测试对消比仍然在30dB以上，该对消电路对泄漏信号功率变化有一定的适应能力。首先，从连续波雷达的发展过程介绍了连续波雷达的优点和应用范围，从连续波雷达发展受限的原因引出了其致命的缺点—发射信号泄漏问题，分析总结了解决信号泄漏的各种方法，并对比了各自的优缺点。从连续波雷达的工作原理出发，从理论上推导了使泄漏信号对消的条件、影响对消性能的因素，对要达到深度对消的条件给出了定量分析，另外还分析了对消比和接收机系统参数的关系。详细分析了电路中用到的微波元器件及其子电路的功能和他们的主要参数对对消比和闭合环路的影响。在此基础之上，设计实际对消电路的方案，设计了测试方案。对设计好的对消电路进行了调试，最终的对消比满足设计要求。该对消电路能够稳定地实现对消而且没有引入额外的噪声。最后总结了论文取得的成果和结论以及存在的问题。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
目录  8-10
第一章绪论  10-20
  1.1 调频连续波雷达的发展  10-12
  1.2 调频连续波雷达的缺点  12-14
  1.3 FMCW 雷达信号泄漏的解决方法  14-15
  1.4 国内外研究现状  15-19
  1.5 本文的主要内容  19-20
第二章泄漏信号对消的相关理论  20-34
  2.1 FMCW 雷达的工作原理  20-24
    2.1.1 静止目标  20-22
    2.1.2 运动目标  22-24
  2.2 对消电路对接收及灵敏度的影响分析  24-30
    2.2.1 发射信号 AM 噪声边带的影响  25-27
    2.2.2 发射信号 FM 噪声边带的影响  27-28
    2.2.3 对消比与接收机系统参数的关系  28-30
  2.3 对消的基本原理  30-32
  2.4 对消性能的描述  32-33
  2.5 本章小结  33-34
第三章实际硬件电路及闭环系统分析  34-55
  3.1 对消电路方案的实现  34-36
  3.2 硬件电路的实现  36-52
    3.2.1 矢量调制器  36-41
    3.2.2 正交混频器  41-42
    3.2.3 低频控制电路  42-47
    3.2.4 加法电路  47-48
    3.2.5 加载线型移相器  48-50
    3.2.6 耦合器  50-51
    3.2.7 放大器  51-52
  3.3 环路稳定性与影响对消比因素的分析  52-54
    3.3.1 环路参数的影响  52-53
    3.3.2 不同路径的影响  53
    3.3.3 直流偏移电压的影响  53-54
  3.4 本章小结  54-55
第四章对消电路的性能测试与结果分析  55-70
  4.1 对消电路的具体实现方案  55-58
  4.2 实际电路的调试  58-69
    4.2.1 静态单频点测试  58-66
    4.2.2 动态扫频测试  66-69
  4.3 本章小结  69-70
第五章总结与展望  70-72
致谢  72-73
参考文献  73-76
硕士期间取得的研究成果  76-77

线性调频连续波雷达信号泄漏对消技术的研究

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