Ku波段多普勒测速雷达收发组件研究

摘要

多普勒效应在雷达领域的应用备受关注，如今，面对越来越复杂的电磁环境，几乎所有的高性能动目标检测雷达都会利用到多普勒移频。本文的工作主要就是围绕Ku波段的多普勒测速雷达收发组件及其关键部件的研究而展开。
　　本文研制的多普勒测速雷达收发组件，针对海上舰船测速应用，采用非调制连续波体制，零中频IQ正交混频接收，可实现测速测向两个功能；利用锁相环技术获得高稳定度低相位噪声微波信号源，同时作为发射信号和接收机本振，保证了测速准确度和精度要求；组件采用技术成熟的混合集成电路结构实现，保证产品的小型化、低成本和可靠性。
　　本文完成的主要工作包括：
　　1、概述多普勒雷达收发组件的国内外发展动态和多普勒效应的基本理论，比较连续波与脉冲雷达体制及多种接收机结构在多普勒测速应用中的特性优劣；
　　2、提出了适用于舰载测速应用的Ku波段多普勒雷达收发组件技术方案，分析了该组件的工作原理和技术要求，对组件的各项指标进行核算和验证；
　　3、提出了一套舰载测速雷达收发组件实现方案，采用了混合集成工艺，高稳定度、低相位噪声、低杂散锁相环技术和高灵敏度、高增益、高动态可调增益接收机技术；
　　4、对关键单元电路，特别是IQ正交混频器，做了详细理论分析，设计了组件相应的无源电路并利用三维电磁仿真软件对无源电路进行仿真；
　　5、经过加工装配和调试，本文实现的多普勒测速雷达收发组件测试结果如下：发射功率达到21.1dBm；相位噪声达到-90.6dBc/Hz@1KHz；接收增益为70.3dB；增益可调范围为41.8dB；接收灵敏度最低达到-133dBm。
　　实验结果表明：本文提出的多普勒测速雷达收发组件方案，满足于舰载测速应用要求，解决了当前我国舰载测速雷达对于全天候工作、高精确度测速和高灵敏度检测等关键技术难题。

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第一章 绪论

1.1 微波多普勒雷达特点及应用

1.2 多普勒测速雷达收发组件国内外动态

1.3 本课题的研究意义及技术指标

第二章 多普勒雷达的基本理论

2.1 多普勒效应

2.2 多普勒雷达体制

第三章 Ku波段多普勒测速雷达收发组件研制方案

3.1 多普勒雷达收发组件方案与分析

3.2 收发组件设计方案

3.3 信号源设计

第四章 收发组件中的单元电路设计

4.1微波放大器

4.2混频器

4.3 功分器基本理论与设计

4.4 微波滤波器设计

第五章 收发组件的实现与测试

5.1 电路布局和腔体结构

5.2收发组件的测试结果

第六章 结论

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果