激光测速雷达射频前端仿真设计
无线通讯系统射频前端集成模块的仿真设计
无线通讯系统射频前端集成模块的仿真设计无线通信系统中的射频前端集成模块是指包含收发信道和信号处理电路的集成电路。
其设计对于无线通信的性能和可靠性至关重要。
因此，对于射频前端集成模块的仿真设计具有很大的实际意义。
以下是针对无线通讯系统中的射频前端集成模块的仿真设计步骤：1. 首先，需要准确地分析整个无线通信系统的性能指标和技术要求。
这一步是整个仿真设计的基础，必须选择适合系统特点的仿真模式和模型。
2. 其次，必须对信号源进行建模，以确定接收端和发射端的信号源特性。
可以使用MATLAB、SPICE等工具建立各种信号源的数字模拟。
3. 接下来，针对信号源的模型，需要考虑信号处理电路的设计。
该部分主要是射频前端收发信道电路，包括低噪声放大器、混频器、滤波器、功率放大器等。
同时，需要设计特定的频率、带宽、增益、线性度等电路参数，并在仿真中优化这些参数的选择。
4. 在前面，需要使用模拟器模拟整个集成模块，以评估其性能表现。
在此过程中，可以考虑多种电路的组合，与其他电路之间的组合方式，以及线性度、可靠性等因素在内的各种可能影响设计的因素。
5. 通过对仿真结果进行量化与分析，对整个电路进行优化。
可以采取对参数进行微调的方式来确定最佳设计参数。
6. 最后，需要对优化后的集成模块进行验证，以确认其最终的性能和有效性。
这通常需要通过实验室环境和实际的通信场景来测试。
需要注意的是，以上仿真设计步骤是相对共性的，实际设计过程中还需要根据具体情况不断调整和优化。
同时，需要注意的是仿真涉及到了很多参数和技术，要求设计者要有扎实的信号处理和电路设计知识。
数字激光告警系统探测接收前端设计
数字激光告警系统探测接收前端设计0 引言激光技术经过几十年的发展，激光武器已从理论走向实践。
激光武器的大量出现带来了日益严峻的威胁，激光告警设备对激光来袭的探测与预报是激光对抗的基本手段。
如何从复杂的环境下探测判断激光来袭信号是告警系统面临的首要任务。
随着数字技术的发展，处理速度的不断提高，采用数字技术如FPGA 等来处理告警信号成为可能。
文章针对数字激光告警系统而设计的探测接收前端，主要目的是探测一定波段的来袭激光信号，具有高的灵敏度，可探测的最小激光能量达到1μW，动态范围达到100 dB。
设计中采用高灵敏度的激光探测二极管，得到激光来袭信号的脉冲电流，在最小脉冲作用下系统等效带宽400 MHz 以上，通过大带宽、低噪运算放大器工作在跨导放大模式下进行放大和电流电压变换，再通过放大整形后得到数字电路能识别的脉冲信号，从而根据脉冲宽度判断来袭激光信号的强度等信息。
由于窄脉冲对系统中的电容敏感，采用ADS 仿真方式确定了各级电容的大小，仿真与测试结果显示接收前端具有高的探测灵敏度、大的动态范围、能为后处理的数字系统提供准确的来袭信号特性。
系统提出的用宽带跨导运算放大电路代替传统的专用三极管来放大微弱窄脉冲的方式，具有带宽宽(500 MHz)，成本低的特点，为放大微弱的ns 级及以下的窄脉冲电流信号提供一个很好的宽带方案，同时系统结构简单，适应环境能力强，易于维护。
1 探测接收前端方案设计与仿真根据后端数字系统要求，需要把来袭的激光信号通过光电探测二极管变换成数字系统能处理的数字脉冲。
由于光电二极管在激光信号的作用下产生的是一个窄脉冲电流，选用的光敏二极管最小输出电流为10 nA 的脉冲电流，脉冲宽度为10 ns，按照有效频率计算放大电路的频带需大于400 MHz，为满足这一要求采用500．MHz 的大带宽的运算放大器担任放大作用，并完成电流与电压的转换，。
高速射频前端电路仿真设计
高速射频前端电路仿真设计当前，射频前端电路的应用越来越广泛，其设计方案也日渐复杂。
而高速射频前端电路仿真设计就是一个不可或缺的工具，它可以模拟实际电路情况，预测电路参数，减少实验误差，提高设计效率和可靠性。
一、高速射频前端电路设计的难点高速射频前端电路设计需要考虑到多种参数，如功率、频率、噪声等。
同时，电路通常由多种元件组成，如滤波器、放大器、变频器等，且不同元件间存在相互影响。
因此，设计者需要深入理解电路的物理特性和工作机制，以充分利用电路中的元件。
在设计过程中，还需要充分考虑电路末端的负载匹配问题，避免阻抗不匹配造成信号反射、失真等问题。
同时，对于高速电路而言，还需要注意信号传输时间延迟的影响，以确保电路的高速性能。
二、高速射频前端电路仿真设计的意义针对上述设计难点，高速射频前端电路仿真设计成为解决问题的重要手段。
仿真可以模拟电路的工作波形、S参数等关键参数，直观地反映电路性能，帮助设计人员进行参数优化和性能分析。
同时，仿真还可以降低了实验的成本和时间，同时也减少了实验过程中对元件的磨损和损坏，避免了开展工作实验对元件库造成的消耗和浪费。
三、高速射频前端电路仿真设计思路在高速射频前端电路仿真设计中，常用的思路有两种：一是基于MATLAB的仿真设计，另一个是基于SPICE仿真电路设计。
在使用MATLAB进行仿真时，设计者可以调用MATLAB中现有的函数和工具箱，如RF Toolbox、Communications Toolbox等，以实现相应电路的仿真。
利用MATLAB的无代价的优点，同时MATLAB支持求解微分方程等高级数学运算，能够支持更加高级精确的计算模型，因此广泛应用。
而基于SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）仿真电路设计则是基于电路仿真器SPICE软件平台所设计的。
它主要使用模拟计算模型进行仿真，支持多种元器件的拓扑设计，包括传输线、滤波器和放大器等。
射频接收前端的ADS设计与仿真
射频接收前端的ADS设计与仿真贾锋;杨瑞民【摘要】As an important part of the Radio Front(RF)signal analyzer, the RF receiver front-end plays a decisive role in the measurement of the RF signal. This paper builds one kind of 860~960 MHz RF receiver front-end system simulation platform of RF signal analyzer using the Advanced Design System(ADS)software. The pre-LNA is used to reduce system noise, and AGC is used to achieve a large dynamic range of the RF receiver front-end in the design. The gain, noise figure, sensitivity, dynamic range and other indicators of RF front-end of the design are calculated, and simulated by the software simulation tools. The simulations show that the RF front-end designed in the paper meets the requirements of the design.%射频接收前端作为射频信号分析仪的重要组成部分，对射频（RF）信号的测量起着决定性的作用。
使用ADS软件，构建了一种860~960 MHz的射频信号分析仪射频接收前端系统仿真平台。
射频前端产品自动测试系统的设计与实现
射频前端产品自动测试系统的设计与实现摘要：射频前端作为波束成形不可或缺的一部分，在军工产品中广泛使用。
随着射频前端多通道能力的高速发展，传统的手动测试已经无法满足该类产品的现代化生产制造。
本文结合实际需求，提出射频前端产品的通用测试系统解决方案，实现对产品多通道的自动切换和全指标自动测试。
该系统通用性好，易于扩展升级，测试效率得到显著提升，其开发思路和经验可借鉴到类似射频类产品的测试中。
关键字：射频前端；自动测试；多通道引言射频前端类产品接收天线输出的射频信号，对信号进行放大、频率分路，是军工制造体系的重要组成部分。
其主要测试指标包含增益测试、平坦度测试，相位测试、通道一致性测试等。
随着此类产品的升级，其通道数逐渐增大，如何避免手动换线，同时实现各通道指标的自动测试成为生产制造效率提升的关键问题。
自动测试系统通过计算机控制测试测量设备[1]，完成产品的测试激励输入，测试信号检测与分析，广泛应用在高效率的功能性能测试、快速检测与维护、过程监视等场合[2]，能辅助产品的高效测试，使生产制造过程快速、标准。
因此，利用自动测试系统的设计与开发，形成一体化的自动换线和自动测试解决方案，对于提高射频前端类产品的生产与测试效率很有帮助。
1 总体设计方案总体设计方案如图1所示，整体划分为硬件平台、软件平台和测试程序集三部分。
硬件平台由控制分系统、测试设备组和系统电缆组成。
软件平台是整个测试的管理系统，测试系统的硬件资源、用户权限、数据等都由软件平台管理，测试程序也由软件平台调度。
测试程序集运行在软件平台上，完成对不同射频前端产品的测试。
用户选择不同的测试产品，软件平台会自动加载与之相应的测试程序集，控制硬件系统发送控制指令，输入信号，并采集测量结果到软件平台。
平台获取结果后，依据判断准则，得到测试结论，并可视化显示在界面上。
图 1 总体设计方案1.1 硬件平台设计硬件平台如图2所示，包括以下几部分内容：控制分系统包括供电单元、计算机设备、及各种总线板卡资源，它是整个测试设备的供电控制、工作控制的中枢。
激光测速靶前端电路设计
（ ＮＲ）ａ ｄ ｉ ｒ ｖ ｄ ｔｅｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｆｌｓ ｒ ｅｏ ｉ ｔｒ Ｓ ｎ ｍｐ ｏ ｅ ｈ ｅ ｆｒ ｎ ｅｏ ｅ ｌｃｍｅｅ． ａ ｖ
Ｋｅ ｏ ｄ ： ｅ ｓ ｒ ｐ ｅ ｉ ｉ ａ ｙ ａ ｌｆｃ ｔｏ ； ｎ ｔｕ ｎ ｍｐ ｉ ｃ ｔｏ Ｓ ｙ ｗ ｒ ｓ ｓ ｎ ｏ ； ｒ ｌ ｎ ｒ ｍｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｉ ｓｒ ｍｅ ｔａ ｌｆ ａ ｉ ｎ； ＮＲ ｍ ｉ ｉ
Ａｂｓ ｒ ｃ ：Ｉ ｒ ｅ ｏ ｉ ｒ ｖ ｈ ｅ ｆ ｒ ａ ｃ ｆｖ ｌ ｃ ｍｅ ｅ ， ｈ ｒ ｎ ． ｎ ｉｃ ｉ ｄ ｓ ｇ ｆｌ ｓ ｒｖ ｌ ｃ ｔ ａ ｇ ｔｗａ ｔ ａ ｔ ｎ ｏ ｄ ｒ ｔ ｍｐ ｏ ｅ ｔ ｅ ｐ ｒｏ ｍ ｎ ｅ ｏ ｅ ｏ ｉ ｔ ｒ ｔ ｅ ｆｏ ｔ ｅ ｄ ｃ ｒ ｕ ｔ ｅ ｉ ｎ ｏ ｅ ｅ ｏ ｉｙ ｔ ｒ ｅ ｓ ａ
ｐ ｏ ｏ ｅ ． ｅ Ｐ Ｎ ｈ ｔ ｄ ｏ ｅ ａ ｒ ｙ ｗａ ｓ ｄ ａ ｈ ｅ ｓ ｒ ｆｔ ｅ ｒ ｃ ｉ ｉ ｇ ｐ ｒ ｆｔ ｅ ｌ ｓ ｒｓ ｒ ｅ ａ ｇ ｔ ． ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｒ ｐ ｓ ｄ Ｔｈ Ｉ ｐ ｏ ｏ ｉ ｄ ｒ ａ ｓ ｕ ｅ ｓｔ ｅ ｓ ｎ ｏ ｓ ｏ ｅ ｅ ｖ ｎ ａ ｔｏ ａ ｅ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ｅ ｓ Ａｃ ｏ ｄ ｎ ｏ ｈ ｈ
０ 引 言
对 于 弹 丸初 速 的 测 量 ，目前 有 多种 方 法 ，其 中 ，
触 式 的 弹 丸 飞 行 速 度 测 量 仪 器 ， 面 由光 学 变 换 后 靶 的激 光 光 幕 构 成 。当有 弹 丸 穿 过 光 幕 时 ，挡 住 了部 分 到 达 接 收 部 分 的光 线 ， 由 光 敏 元 件 构 成 的接 收 使
ｏ ｔｃ ｌ ｉ ｎ ｌ ｏ ｅ ｅ ｔｉ ａ ｓ ｇ ａ ｎ ａ ｌｆ ｔ ｅ ｓ ｇ ａ ｒ ｌ ｉ ａ ｉ ．Ｐ ｔ ｏ ｗａ ｄ ｅ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｉ ｐ ｉ ａ ｓ ｇ ａ ｔ ｌ ｃ ｒｃ ｌ ｉ ｎ ｌ ａ ｄ ｍｐ ｉ ｙ ｈ ｉ ｎ ｌｐ ｅ ｉ ｎ ｒｌ ｍ ｙ ｕ ｆ ｒ ｒ ａ ｎ ｗ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｎ ｗｈ ｃ ｈ ｉｈ ｔ ｅ
激光雷达系统建模与仿真设计_陈金令
#1748#计算机测量与控制.2007.15(12) Computer Measurement &Control军事测控技术收稿日期:2007-01-11; 修回日期:2007-02-27。
作者简介:陈金令(1975-),男,河南平顶山人,博士研究生,主要从事信号与信息处理、小波分析及应用等方向的研究。
文章编号:1671-4587(2007)12-1748-02 中图分类号:T N95 文献标识码:A激光雷达系统建模与仿真设计陈金令1,2,谢德林1,陈洪斌1,徐征峰1,2,罗 剑1,2(1.中国科学院光电技术研究所,四川成都 610209; 2.中国科学院研究生院,北京 100039)摘要:为了对激光雷达系统进行性能分析,建立了激光雷达系统的数值仿真模型,模型以激光雷达原理为基础,考虑了激光雷达距离方程、噪声模型、接收信噪比模型,利用LOW TRAN 软件分析了各种天气和系统条件下,对激光雷达性能的影响,编制了计算机仿真软件进行激光雷达系统模拟;结果表明,仿真软件能够客观地反映直接探测激光雷达在不同条件下应该探测的结果,有助于实验系统的方案设计和性能改进,对目标特性和探测器噪声特性的研究都可起到很大的推动作用。
关键词:激光雷达;系统仿真;大气传输Design of Simulation Software for Lidar SystemChen Jinling 1,2,Xie Delin 1,Chen H o ng bin 1,Xu Zheng feng 1,2,Luo Jian 1,2(1.Institute of O pt ics and Electro nics,Chinese A cademy of Sciences,Chengdu 610209,China;2.Gr aduate Schoo l,Chinese A cademy of Sciences,Beijing 100039,China)Abstract:In ord er to analyze th e perform an ce of the lidar system,the numerical sim ulation model for las er radar is pres ented 1Th is m odel is based on th e laser radar principles ,and it concerns lidar ran ge equation,n oise m odel,etc 1T he effect on lidar caused by chang es of im portant w eath er and s ystem variables is analyzed an d discu ssed w ith the L OW TRAN 1With this m odel,a simulation s oftw are is b uilt to op -erate the simulation of lidar sys tem 1Resu lts s how th at nu merical simulation can h elp sch eme des igning and performance imp rovin g of the lidar system 1It is helpfu l to the research or the tar get signatu re and the characteristic of detector noise 1Key words :Lidar;system simulation;atmosph ere transformation0 引言激光雷达是传统雷达技术和光学技术相结合的产物,其工作原理与传统微波雷达相同。
雷达射频前端的仿真设计
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒａｄｉｏ—ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ；ｆｒｏｎｔ－ｅｎｄ；ｌｏｗ ｎｏｉｓｅ ａｍ ｐｌｉｆｉｅｒ（ＬＮ Ａ ）；ｍ ｉｘｅｒ；ｉｎｔｅｒｍ ｅｄｉａｔｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ （ＩＦ） ａｍ — ｐｌｉｆｉｅｒ；ｎｏｉｓｅ ｆｉｇｕｒｅ；ｇａｉｎ
１ 引言
雷 达 、通 信和武 器制导 系统 的迅速 发展 ，使 得执 行 军事行 动时 迫切需要 用微 波接 收机探 测各种 可能 的威 胁 。因此 ，微 波接 收机 在 电 子战 中的应 用 得 到 了广 泛 的研究 ，而微 波接 收机 的小型化 、整体 化和 高精度 始终 是其 重要 的发 展方 向［１］。在 系统 设计 中 ，可 以先设 计 系统 的每个 单元 电路 ，然后 将 它们 组 合 在 一起 。但 这 样做 一方 面有 可 能达 不到总体 要求 ；另一 方面 ，为 了满 足整 体指标 ，加 大 了单 元 电路 设计 的难 度 。而 使 用 自 顶 向下 的设计 方法则 可 以避免 这些 问题 。这 一方 法从 系统指标 人手 ，将整 体 指 标 分配 给 不 同 的模 块 。在 系 统级 就确定 了性 能 ，验 证 了可 行性 。从 而 缩 短 了设 计 时 间 ，提 高 了设 计 的可靠 性 。
本 文采用 自顶 向下 的方 法 设 计 了 工作 在 ｓ波 段 、
收 稿 日期 ：２００７—１１—１３；２００８—０２—１５修 回 。 作者 简 介 ：周 志 增 （１９８２一），男 ，硕 士 研 究 生 ，研 究 方 向为 微 波 射 频 集 成 电 路 设 计 ；李东 生 （１９６３一），男 ，教 授 ，硕 士 生 导 师 ，中 国 电子 学 会 高级 会 员 ，主 要 研 究方 向为 ＥＤＡ 与 专用 集 成 电路 设 计 。
24GHz车载雷达射频前端设计
提交论文日期
二○一四年三月
万方数据
万方数据
西安电子科技大学 学位论文独创性（或创新性）声明
秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在 导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标 注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成 果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的 材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说 明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。 本人签名： 日期:
万方数据
万方数据
目 录
第一章 绪论 ................................................................................................................ 1 1.1 研究背景............................................................................................................ 1 1.2 车载雷达系统发展现状..................................................................................... 2 1.3 本文的工作及章节安排..................................................................................... 3 第二章 车载雷达原理与方案 ..................................................................................... 5 2.1 雷达工作体制选择 ............................................................................................ 5 2.2 调频连续波（FMCW）雷达 ............................................................................. 6 2.2.1 测距与测速 .................................................................................................. 7 2.2.2 相位法测角 ................................................................................................ 10 2.3 射频系统方案 .................................................................................................. 11 第三章 发射组件与锁相环 ....................................................................................... 15 3.1 雷达发射机 ...................................................................................................... 15 3.1.1 基础知识介绍 ........................................................................................... 15 3.2 车载雷达发射组件设计................................................................................... 17 3.2.1 发射机形式选择及指标设定 .................................................................... 17 3.2.2 器件选择 ................................................................................................... 17 3.2.3 设计与测试 ............................................................................................... 20 3.3 锁相环 ............................................................................................................. 24 3.3.1 锁相环原理及主要参数 ............................................................................ 24 3.3.2 集成锁相环 ............................................................................................... 25 3.3.3 锁相环芯片选择........................................................................................ 26 3.3.4 锁相环电路设计........................................................................................ 28 第四章 接收组件设计............................................................................................... 31 4.1 雷达接收机 ...................................................................................................... 31 4.2 雷达接收组件主要技术参数 ........................................................................... 32 4.2.1 噪声 ........................................................................................................... 32 4.2.2 灵敏度 ........................................................................................................ 32
连续波多普勒测速雷达射频前端电路设计与仿真
前端收发 电路 的设 计 方 法 ，并对 该 电路 的振 荡 条件 ，混 频 特 性 ，放 大 原 理 进 行 了详 细分 析 。利 用 ＯＣ Ｄ ｒＡ ／ Ｐｐｃ９２仿真软件 ，对射频 电路 收发 系统进行仿真分析 ，仿真结果进一步验证 了电路设计 的合理性和可行性。 Ｓｉ ． ｅ 关键 词 微波 雷达 ；多普勒测速 ；射频振 荡电路 ；混频
中图分类 号 Ｔ ９２ Ｎ ５
Ｄｅｉ ｎ ａ ｄ Ｓ ｍ ｕａ ｉｎ ｏ ｒ ｕ ｔｆ ｒＤｏ ｐ ｅ ｐ ｅ ｅ ｓ ｒ ｍ ｅ ｔ ｓｇ ｎ ｉ ｌｔ ｆＲＦ Ｃｉｃ ｉ ｏ ｐ ｌｒ Ｓ ｅ ｄ Ｍ ａ ｕ ｅ ｎ ｏ
Ｌｉ ｉ ｕ ｕ Ｌ ｈ ａ， Ｄｏ ｇ Ｔ ａ ｌ ｎ ｉｎｉ ｎ
收稿 日期 ：２ ０ －９０ ０６０ －５ 作者简 介：刘丽华 （９ １一） １８ ，女 ，硕士研 究生 。研 究方向 ：
微 波技 术 与射 频 通 信 电路 。
式（ ） 为运 动 目标的速度 ，ｃ １中 为光速 ， 为发 射波频率。由式（ ） １ 可以得到
，
：
（） ２
０
从 式 （ ） 以看到 其 他变 量 都是 已知 的 ，只要 ２可
测出 ，就可以计算 出被测 目标的速度 ，这就是
多普 勒测 速雷达 测速 的基本 原理 。
２ 微波测速雷达射频 前端结Байду номын сангаас
多普勒测 速雷达系统 由天线装置 ，高频 振荡 器， 耦合器 ，混频器 ，低通滤 波器 ，低频 放大 电 路组成 ， 虚线框内为射频部分 ， 如图 １ 所示。
遇到运动 目标后发生反 射，经过耦合器接 收反 射
（） ａ
（ ｂ）
图 １ 多普勒测速 雷达前端组成 以及频谱分析
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图 " 相干测速雷达原理
! 方案与设计指标
相干测速雷达的工作原理如图 % 所示"
由图 % 可 知!本 振光以 及信 号光 经过探 测器 产 生 的 中频信号的频率即为目标相对运动速度产生的多普勒 频移#
!! 2#"3456 " 78 # 6"7 式 中 !! 为 多 普 勒 频 移 $ $ 为 激 光 的 波 长 $ " 为 相 对 运 动
" 模块设计
"#$ 低 噪 声 放 大 器 %&’ 的 设 计
噪声限制了一个通信系统的灵敏度 %影响着通信 系
"#! 抗 混 叠 滤 波 器 的 设 计
在雷达回波信号数据采集过程 中%不 可避 免地会 有干 扰信 号混杂 在 有用信号 当中 %根据 香农采 样定 理可
图 $ 系统仿真结构图
知若干扰信号频率高于载波信号的
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欢迎网上投稿 !!!"#$%&’’()"*+,
!电子技术应用 " !""! 年第 "# 期
测控技术与仪器仪表
&’()*+’,’-. %/-.+/0 1’23-/0/45 (-6 7-).+*,’-.)
方 式 F 当 93’1 管 脚 推 高 时 " &’()%( 可 作 为 一 个 典 型 的
;2< 低 噪 声 放 大 器 =>? & 工 作 频 率 %8 ()* +@8 ()* %
增 益 大 于 -- /0 % 噪 声 小 于 23- /0 % 输 入 输 出 -8 ! 匹 配 $ 驻 波 比 小 于 $ " ;$ < 抗混叠滤波器 0AB & 中心频率 -- ()*: 带 宽 $$ ()* % 矩 形 系 数 为 $ % 插 入 损 耗 小 于 $ /0 " ;%< 自 动 增 益 控 制 单 元 ?CD & 动 态 范 围 %- /0 % 输 出 信 号 功 率 为
增益 噪声系数 输入输出阻抗匹配 输入输出驻波比 图 % 系统 & 参数仿真结果
表 2 射频前端技术参数
工作频带
’’ ()* + ,, ()* ! -. /0 1 2 3 , /0 -4 ! 1#3-
统的整体性能" 一般来说%噪声可定义为除可用信号以 外的任何其他信号" 在这个定义中%噪声包括基本的噪 声源 %比如 晶体管 和阻 容元 件 本 身 所 产 生 的 噪 声 和 人 为 噪 声 " =>? 的 性 能 很 大 程 度 上 决 定 了 雷 达 接 收 机 的 性 能 指标的好坏%是设计中非常关键的一步" 噪声系 数的 定义 &放 大器 的输 入信噪 比和 输出信 噪 比 的 比 值 称 为 噪 声 系 数 5 ’6 &
式 中 % " $ 为 $ 级 放 大 器 的 噪 声 系 数 % %$ 为 第 $ 级 放 大 器 的增益) 第 N 级放大器的噪声性能是整个放大器性能的 决定性因素%第 N 级放 大器 必须 在宽频 带内 实现噪 声匹 配" 同时设计低噪声放大器很重要的一点就是实现全频 段内绝对稳定%不能绝对 稳定 的晶体 管可 以通过 加入 反 馈网络的方式来实现稳定工作 %使之不会产生自激震荡 等影响因素!同时 要注意 设计 匹配 网络%改 善输 入输 出 驻 波 比 以 及 实 现 阻 抗 匹 配 5 -6 " 通 过 ?O&$88@ 进 行 仿 真 设 计 及 优 化 % 使 用 &P(Q>&Q 公 司 生 产 的 >A> 型 双 极 晶 体 管 0BRN@% 完 成 % 级 级 联 的 =>? 设 计 % 其 结 果 如 图 ’ 所 示 % 增 益 达 到 -- /0 % 噪 声 系 数 小 于 NS- /0 % 输 入 输 出 反 射 系 数 小 于 7$8 /0 % 阻 抗 匹 配 在 -8 ! % 驻 波 比 均 小 于 $ % 各项系数满足设计要求 "
!" F #GH I !GH #JKL I !JKL
根据噪声级联公式&
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". /09;-. ! 阻 抗 < "
各 单 元 之 间 保 证 阻 抗 匹 配 ; 一 般 为 -. ! < % 系 统 采 用
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/Y- A-5+*. J.A 5+KL,J/+4. 4M /Y- ,4^ .4+5- JKN,+M+-P 6CD) 79 J./+ J,+J5+.* M+,/-P J.A JL/4KJ/+3 *J+. 34./P4,6)EF7a *+, -.&/$0 PJA+4 OMP-QL-.3R MP4./O-.AG ,4^ .4+5- JKN,+M+-PG J./+OJ,+J5+.* M+,/-PG JL/4KJ/+3 *J+. 34./P4, 激光雷达是以激光作为载波的雷达 !是传 统雷达 技 术与现代激光技术相结合的产物! 与微波雷达相比!具 有更高的分辨率" 随着激光器及各种相关技术的发展和 成熟!激光雷达得到了长 足的 发展!已 经广 泛应用 于各 种 测 量 $ %& " 从 探 测 体 制 上 测 速 激 光 雷 达 分 为 直 接 探 测 和 相干探测两种" 相干探测通过本振与信号光的拍频产生 中频信号实现速度的探测! 探测原理是激光多普勒效 应 !应 用 多 普 勒 效 应 实 现 测 速 功 能 的 激 光 测 速 雷 达 信 号 处理的核心就是在回波信号中提取出多普勒频率" 激光 的 波 长 短 ! 同 样 速 度 产 生 的 多 普 勒 频 移 比 微 波 大 ’ #( 个数 量级 !可以达 到几 十 到 几 百 兆 赫 兹 !这 对 后 续 的 信 号射频前端和采集处理提出了很高的要求" 目前国内外 对雷达射频接收机的研究主要是针对微波雷达进行的! 其工作频段较高!难以满足激光测速雷达的要求" 本文针对车载全光纤相干测速激光雷达设计了回波 信 号 的 射 频 前 端 ! 并 使 用 )*+,-./ 公 司 的 )01 微 波 设 计 仿 真软件对系统整体和各个模块的性能; 增 益 随 控 制 电 压 增 加 $ 当 93’1 管 脚 接 地 并 使
用集 成的 平 方 律 检 波 器 时 F 增 益 随 控 制 电 压 递 减 " 能 实 现 一 个 完 整 的 闭 环 &*+ " 默 认 输 出 幅 度 稳 定 在 %) G: D 有 效 值H"并 且 通 过 简 单 外 围 电 路F这 个 输 出 幅 度 能 够 调 节 成 所 需 值 ! 使 用 &’()%( 组 成 的 &*+ 系 统 电 路 原 理 图 如 图 % 所 示 =(@ !
! 系统仿真
激光测速雷达射频前端系统包含 % 个主要模块%仿 真 结 构 如 图 $ 所 示 % 在 输 入 7’. /09 的 信 号 时 % 输 出 信 号 在 工 作 频 带 内 达 到 ". /09 " 对 其 进 行 & 参 数 仿 真 的 结 果 如 图 % 所示" 通过对仿真结果的分析可以得到射频前端的各项 技术参数如表 " 所示"