【摘 要】
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宽带毫米波收发探测组件广泛应用于高分辨率成像、等离子剖面探测、高精度末敏引信等应用系统中。本文针对V频段频率窗口,研制了一款工作频率覆盖50GHz-75GHz的零中频调频连续波体制（FMCW）收发组件,对构成组件的各个功能模块进行了详细设计及加工测试,并通过合理配置发射波形,对集成后组件的整体探测性能进行了实验验证。主要内容包括:1、采用集成数字锁相环研制了一款覆盖整个X波段的扫频源,用于产生高线
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宽带毫米波收发探测组件广泛应用于高分辨率成像、等离子剖面探测、高精度末敏引信等应用系统中。本文针对V频段频率窗口,研制了一款工作频率覆盖50GHz-75GHz的零中频调频连续波体制（FMCW）收发组件,对构成组件的各个功能模块进行了详细设计及加工测试,并通过合理配置发射波形,对集成后组件的整体探测性能进行了实验验证。主要内容包括:1、采用集成数字锁相环研制了一款覆盖整个X波段的扫频源,用于产生高线性度、短时常、大带宽的锯齿波。其实测带内相位噪声典型值为-90dBc/Hz@1KHz、-100dBc/Hz@10KHz、-106dBc/Hz@100KHz、杂散抑制大于60dB,在8.3GHz-10.5GHz频率范围内,输出功率典型值为7dBm,在10.5GHz-12.5GHz范围内,功率逐渐下降至3dBm。2、基于商用MMIC芯片及分立肖特基二极管,采用混合集成的形式,分别设计并制作了V波段有源6倍频器和V波段基波平衡混频器。有源6倍频器在大于6dBm的基波激励功率下,50GHz-75GHz频率范围内输出功率为10dBm-17dBm。基波混频器中频带宽为15GHz,在50GHz-75GHz频率范围内实测典型值变频损耗为9dB,下变频输入P1dB压缩点为5dBm。3、基于小孔耦合原理设计制作了V波段3dB波导定向耦合器。在缺少V波段矢网的情况下,搭建测试系统对耦合器的直通损耗及耦合度性能进行了测试。实测结果表明,在50GHz-75GHz频率范围内,耦合度为3±1dB,插入损耗小于1dB。4、在完成各功能模块研制的基础上,对整个组件进行了集成,在实验室环境中对固定角锥反射器目标进行了测试,并对测量数据进行了分析。本文所研制的V波段探测组件结构简单,工作带宽可覆盖整个V波段,可用于亚厘米级分辨率的应用场景中。需要说明的是,由于频率源外壳体结构件的加工缺陷,导致X波段内的扫频信号功率平坦度不好。为保证V波段发射功率的平坦度,实际测试所使用的X波段扫频信号范围为8.3GHz-10.5GHz,对应V波段的范围为49.8GHz-63GHz。
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