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《哈尔滨工业大学》 2015年
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24GHz汽车毫米波雷达系统分析与频率源关键技术研究

褚红军  
【摘要】:我国智能交通系统还处于初期发展阶段,毫米波雷达事业发展面临着诸多问题,目前虽然有部分企业、研究院所已经研制出了24GHz和77GHz频段的雷达产品,但大部分产品性能指标不能满足实际应用要求,且产品成本过高,造成相关产品很难得到推广使用。另外,我国在24GHz短距离车载雷达频段划分上与其他国家存在着很大差异,这使得国外的大部分芯片、雷达前端模组及产品并不能满足国内汽车毫米波雷达系统的要求,这为本课题的研究提供了一个很好的契合点和出发点。在突出国内在该领域的发展现状与发展要求的前提下,本课题对汽车毫米波雷达系统进行分析与研究,同时针对汽车毫米波雷达前端电路中的关键技术——频率源进行设计与仿真分析。为了完成上面两项研究内容,本文首先对毫米波雷达系统工作原理、锁相型频率合成器基准源的基本理论及无源微带线型带通滤波器设计原理等多个方面进行了理论推导分析;其次,本文从汽车毫米波雷达系统级概念与功能、使用频段划分情况、工作模式及系统性能与微波频率源之间的制约关系等视角分析了汽车毫米波雷达系统;在相关理论的支撑下,本文从锁相型频率源硬件架构出发,结合频率源指标要求进行芯片选型与电路设计,并对所选芯片进行了噪声性能建模与工作模式分析,进而利用锁相环设计与仿真软件PLL Design and Analysis Software对所设计的锁相频率合成器进行了仿真分析,并给出相应的结论;最后,本文对无源微带线型带通滤波器进行了电路设计与ADS仿真优化分析,又对可调衰减器和功率放大器进行了芯片选型与仿真分析,同时针对所设计的发射频率源的供电问题进行了需求分析,给出了相应的芯片选型指南。本文的研究工作旨在设计出一款噪声性能突出、锁相时间极短、工作模式可调、发射功率可控、工作在24GHz-26.65GHz频率范围的频率源,希望通过本课题的研究工作为我国的汽车毫米波雷达事业尽一点微薄之力。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN958;U495

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