微波多普勒雷达前端关键技术研究

• 作 者: 彭亮
• 发表日期: 2015年01期
• 关键词: 多普勒雷达 频率源 PLL 杂散 相位噪声

伴随着微波毫米波技术发展,雷达目前已在海陆空以及外太空得到广泛的应用。雷达的任务不仅是测量目标的距离、方位和仰角,而且还包括测量目标的速度,以及从目标回波中获取更多有关目标的信息以便进行目标识别。其中多普勒雷达就是利用多普勒效应进行定位、测速和测距等工作的雷达。通过分析雷达回波的多普勒频率、相位、幅度和极化信息等就能确定目标的各种特性。本文介绍了多普勒雷达、频率合成和接收机相关的理论知识,重点阐述了频率合成中杂散和相位噪声并通过分析给出了其改善的方法。通过分析给出了9.6GHz多普勒雷达前端的技术方案。整个前端的研制涉及器件的选择、功分器的仿真设计和单单极子天线的仿真。前端采用直接倍频实现微波多普勒雷达前端9.6GHz发射信号和8.4GHz接收LO信号;其发射功率大于21 dBm,相位噪声优于-112 dBc/Hz@10kHz。通过单极子天线接收和发射信号、通过开关控制多普勒测速或检测环境中干扰信号。结合理论为W波段多普勒雷达前端中X波段高品质频率源至少提出了两种频率合成方案,分析各自的优缺点,通过参数比较确定最终的技术方案:内插式PLL。加工、测试给出了最后的测试结果,11.675GHz鉴相泄漏抑制优于80dBc,杂散抑制优于60dBc,相位噪声优于-110 dBc/Hz@10kHz。由于系统采用了相参设计,整个系统信号频率参考于高稳定的晶振频率,因此系统与晶振具有相同的频率稳定度。