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自军民融合发展战略提出之后,全面推进各领域的军民融合成为未来发展的大趋势。因此雷达技术作为传统的军事技术在民用领域也将得到大力发展。本文主要目的是研制一款适用于近程探测场合下的K波段雷达前端,主要研究重点在于雷达前端低成本、小型化、低功耗和高集成度的实现,使之能满足当下民用领域车载雷达,无人机避障系统以及人工智能等诸方面的迫切需求。本文介绍了雷达前端的基本理论并分析了不同体制的雷达工作特点,结合近程雷达的运用需求特点相应的采用了基于线性调频连续波(LFMCW)雷达的工作体制,并规划了前端系统的总体实现方案。为了实现前端系统对成本和功耗的要求,系统中有源电路的设计均采用低成本和低功耗的FET管研制实现。为实现前端电路的小型集成化,本文采用多层电路通过垂直的层间互连的方案实现。对于本文利用FET管研制的有源电路,首先是对谐波压控振荡器电路和基于锁相技术的VCO线性化电路的研制,谐波VCO的基波输出频率11.9~12GHz,基波为PLL线性化校准电路中的PLL反馈输入信号,谐波频率23.8~24GHz为雷达系统中VCO的输出频率。由于自由振荡VCO的线性度较差影响LFMCW雷达的性能,因此本文研制了基于PLL技术的线性化校准系统。其次是K波段放大器和有源混频电路研制,放大器采用两级级联的方式满足系统增益高达21dB的需求。有源混频器采用漏极混频的方式实现射频与本振的高度隔离,并在系统可提供的最大本振功率下产生1dB的变频增益。对于系统中无源电路的研制,主要包括滤波器、耦合器、层间互连结构以及微带阵列天线。本文重点介绍微带阵列天线以及层间互连结构的研制,收发天线分别采用32(8×4)和48(8×6)阵列单元实现高达20dB的增益,也分别实现了接收天线宽接收范围和发射天线高分辨率的要求。最终完成了单元电路的研制后进行了前端系统集成,系统集成主要包括射频电路集成,微带阵列天线与射频电路层间的垂直互连集成,以及射频部分与电源和信号处理部分的空间结构集成设计,集成后的收发链路分别通过了测试实验。在上述设计思路上,最后又巧妙的采用了基于自振混频与锁相技术相结合的电路设计方法,以及器件层间填埋的结构设计思想。进一步提升雷达前端系统的低成本,低功耗和小型集成化设计理念,最终通过实验验证了此方案的可行性。