24G测距测角雷达前端的设计与实现

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探测目标的空间位置信息目的是得到被探测目标的距离和角度信息,雷达是探测目标空间位置最常用的工具。随着现今科技和时代的发展,对雷达的精度、体积、功耗等要求也越来越高,低功耗高精度雷达已成为当前的研究热点,在上述应用背景下,研制了一款小型化零中频调频连续波(FMCW)测距测角雷达前端系统。  在雷达系统理论的指导下,研究了调频连续波雷达的工作原理,根据实际工程需求提出技术指标,完成了调频连续波雷达前端的总体方案制定,包括发射、接收链路和中频采样模块的设计和实现,并进行了中频采样模块和雷达前端系统的调试和测试工作。论文主要工作包括:  1.分析了几种测距测角系统,对比几种测距测角系统的优缺点,在此基础上结合工程实际需求,确立了测距测角系统的基本方案和工作参数,选定的方案为FMCW体制雷达。  2.分析了FMCW雷达工作原理,在理论上对测距、测速和测角原理进行推导和论证,并给出了系统整体框架。本系统依据调频后频率和时间的关系实现测距,运动目标回波信号的多普勒频移实现测速,多接收天线相位法实现测角。对整个系统进行仿真验证,给出了系统指标和参数。  3.依据系统主要指标,设计了该雷达系统的收、发链路和中频采样模块。分析各个模块的指标和参数,选择合适的芯片和电路,参考各个器件手册和电路基础准则,完成发射、接收链路和中频采样模块的设计。该测距测角雷达系统拥有两个发射链路和八个接收链路,采用独立收发天线,能够收发同时工作。  4.进行该雷达收发链路硬件电路的组装和基本测试工作,完成了中频采样模块测试和雷达前端系统的测距和测角性能测试,并给出了测试和分析结果。  测试结果表明本系统能够完成测距、测速和测角功能,并在系统小型化、易操作和高稳定性上有所提升。
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