L波段TWDR射頻前端的研究與設計.pdf

1、穿墻探測雷達(TWDR)可以穿透一定厚度的非金屬墻體,并對躲避在后面的目標進行探測。因而被廣泛的應用到公安執(zhí)法、城市巷戰(zhàn)、消防救援、抗震救災、安檢等多個領域。本論文對穿墻雷達的射頻前端進行研究和設計,對構成前端系統(tǒng)的超寬帶Archimedes螺線天線、L波段步進頻率源、收發(fā)通道等主要部件進行了設計。
　　本論文的工作內容及創(chuàng)新點主要包括:
　　1. TWDR系統(tǒng)的分析與設計:基于TWDR的工作原理選擇其體制,確定系統(tǒng)指標。對

2、系統(tǒng)指標進行分析,確定射頻前端及其各主要部件的技術指標。
　　2.超寬帶Archimedes螺線天線的設計:仿真設計了一款具有常規(guī)巴侖的Archimedes天線,針對其巴侖縱向尺寸較大的缺點,對巴侖進行改進,實現了小型化。同時,為獲得單向輻射,設計天線的反射背腔。對上述小型化的背腔Archimedes天線進行了制作和測試,在0.8~3GHz寬頻帶內,天線的駐波比均位于2以下,天線的最大增益為7.7dBi@2.2GHz。測試結果和仿

3、真結果基本吻合。
　　3. L波段(1~2.024GHz)步進頻率源的設計:根據TWDR系統(tǒng)的分析,確定步進頻率源采用PLL技術來實現。在給定的技術指標條件下,選擇頻率源中的各個芯片:參考晶振為大普通信技術有限公司的溫度補償型晶體振蕩器 T10A-BSBN-10.00MHz,鎖相芯片為 ADI公司的ADF4106,壓控振蕩器和功率放大器分別選擇Mini-Circuits公司的ROS-2150VW和ERA-4SM+?？紤]輸出頻點為1

4、28個,故選擇有代表性的四個頻點(1GHz、1.312GHz、1.712GHz、2.024GHz)進行測試。該步進頻率源的實測結果:輸出功率均優(yōu)于10dBm,相位噪聲均小于-85dBc/Hz@1kHz,鎖定時間均小于150us,雜散抑制均優(yōu)于50dBc。實測結果均優(yōu)于提出的技術指標。
　　4.收發(fā)通道的研究:詳細研究了穿墻雷達射頻前端收發(fā)通道的實現方案。由于中頻很低只有1.25MHz,超外差式發(fā)射機結構無法有效地抑制鏡頻干擾,因此