【摘 要】
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毫米波雷达因其波长短、尺寸小,频带宽、测量精度高、抗干扰能力强等优点,应用于短程,高精度、高分辨以及对系统体积严格限制的条件下。在军事和民用领域都得到了广泛应用。本文以近程探测物为探测目标,研究设计了Ka波段微小型毫米波测距系统。基于近程测距工程背景,对比分析国内外关于毫米波雷达前端电路、次谐波混频器以及差频信号处理的关键技术。依据毫米波测距系统需求,分析FMCW雷达测距原理,确定系统的关键参数,
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毫米波雷达因其波长短、尺寸小,频带宽、测量精度高、抗干扰能力强等优点,应用于短程,高精度、高分辨以及对系统体积严格限制的条件下。在军事和民用领域都得到了广泛应用。本文以近程探测物为探测目标,研究设计了Ka波段微小型毫米波测距系统。基于近程测距工程背景,对比分析国内外关于毫米波雷达前端电路、次谐波混频器以及差频信号处理的关键技术。依据毫米波测距系统需求,分析FMCW雷达测距原理,确定系统的关键参数,提出零中频接收机方法作为本测距系统的接收机方案。通过毫米波测距系统需求和各项指标分配,确定系统总方案设计。根据系统总体方案,对毫米波测距系统前端电路展开设计,对系统接收组件的关键器件进行电路设计,包括提高端口隔离度,降低变频损耗的次谐波混频器改进设计、毫米波带通滤波器设计、阶跃阻抗低通滤波器设计、高稳定低噪放的锁相环频率源设计、发射支路与接收支路设计。完成整个系统前端腔体设计,将频率源、发射支路和接收支路相连装配在腔体内。在FMCW高精度测距算法研究中,分析影响测距精度的关键因素,研究常用的几种频谱细化的方法,本文提出采用复调制Zoom-FFT和CZT两种频谱细化算法来提高频率分辨率。通过对两种算法进行分析验证,确定以基于复调制Zoom-FFT方法对差频信号做频谱细化以获得精确频率值。实验测试表明,当探测前端发射频率为36?37GHz,接收灵敏度达到-65d Bm的条件下,可以测目标最远距离达到20m,经过复调制Zoom-FFT的方法对差频信号做数字信号处理后,有效提高了测距精度。
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