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24GHz车载毫米波雷达射频前端设计与研究
| 论文题名： | 24GHz车载毫米波雷达射频前端设计与研究 |
| 关键词： | 车载雷达;防撞预警系统;射频前端部分;结构设计 |
| 摘要： | 随着经济的快速发展，私家车数量急剧增加，交通安全问题日益突出。车载雷达防撞预警系统逐渐普及，成为当下研究热点。毫米波调频连续波雷达(FMCW)凭借着穿透能力强、不易受环境影响等特点，占据了车载雷达领域大部分市场，发展前景广阔。 本文首先介绍了车载雷达防撞预警系统的研究现状、工艺水平和理论基础。接着利用先进设计系统(ADS)软件对车载雷达防撞预警系统的射频前端部分进行设计研究，包括低噪声放大器、功率放大器、混频器和平行耦合器的设计与仿真。 低噪声放大器的设计是以VMMK-1225场效应晶体管为基础，包括偏置电路、射频扼流电路、反馈网络以及匹配电路设计，经过多次参数调谐优化，当中心频率为24GHz、频率带宽为500MHz时，输入、输出回波损耗均小于-10db;输入、输出电压驻波比VSWR均小于1.5;对于低噪放增益与稳定系数取舍问题，文中提出了两种解决方案，并对两种方案进行了仿真，对比仿真结果最后选择了在晶体管栅极串联RC并联电路，稳定系数大于1，增益大于10dB，符合系统设计指标。 功率放大器直接采用单片集成(MMIC)芯片，并将芯片S2P文件导入ADS二端口网络中，进行S参数仿真;仿真结果表明:中心频率24GHz时的增益为16.280dB大于15dB，优于给定指标，在带宽500MHz内增益均大于15dB;而且S11参数在带宽500MHz内均小于-10dB优于指标要求，符合本文系统指标要求。 混频器设计包括3db定向耦合器、低通滤波器和二极管匹配电路。对于定向耦合器的设计，考虑到实际PCB板制作精度的问题，经过多次调谐优化，最终选择了一组合适的耦合间距，在耦合度和PCB制作精度之间达到了平衡。 文末，提出了车载雷达射频前端小型化、集成化方案。并以ADS软件为平台对发射端、接收端进行了系统级仿真，仿真结果较为理想，满足预期指标要求。 |
| 作者： | 李杨 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 蔡俊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 安徽理工大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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