K波段低成本多普勒雷达前端设计与实现

本文主要探讨了K波段多普勒雷达的设计，特别是在低成本、结构简化和小型化方面的研究。作者李想在东南大学电磁场与微波技术专业攻读硕士学位，其导师为钱澄教授。研究的重点是设计一个用于汽车测速、防撞和气象探测的连续波多普勒雷达前端。 首先，论文详细介绍了多普勒雷达前端的基本构成，强调了使用微波混合集成电路（MIC）作为关键组件，工作频率定在24GHz，这有助于实现高效能和便携性。混频器是设计中的核心部分，采用了混合环单平衡混频器和正交电桥单平衡混频器两种结构，分别实现了约0.7dB和-6dB的变频损耗，对输入信号具有较高的压缩点，如混频器A的15dBm和混频器B的8dBm。此外，振荡器采用并联反馈型介质谐振振荡器，展现出优秀的性能，相位噪声为-116dBc/Hz@100kHz，且输出功率达到+6dBm。 天线设计上，2×2微带天线阵被选为解决方案，通过仿真计算得出的增益为12dB，确保了信号的有效传输和接收。在整个设计过程中，作者不仅依赖计算机仿真进行优化，还进行了实际的电路制作和测试，以验证设计的可行性。 论文进一步探讨了系统的集成方案，旨在将所有部件高效地整合在一起，以满足实际应用的需求。同时，作者还提出了设计多普勒信号模拟器的方案，这对于精确测试雷达性能和验证其在不同环境下的行为至关重要。 关键词：K波段多普勒雷达前端、混频器、振荡器、天线，以及系统集成和信号模拟器的设计，表明了本文全面覆盖了从理论分析到实际操作的各个环节，展示了作者在K波段多普勒雷达设计领域的深入理解和实践经验。这一研究对于推动低成本、小型化多普勒雷达技术的发展具有重要的参考价值。