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穿墙探测雷达(TWDR)可以穿透一定厚度的非金属墙体,并对躲避在后面的目标进行探测。因而被广泛的应用到公安执法、城市巷战、消防救援、抗震救灾、安检等多个领域。本论文对穿墙雷达的射频前端进行研究和设计,对构成前端系统的超宽带Archimedes螺线天线、L波段步进频率源、收发通道等主要部件进行了设计。本论文的工作内容及创新点主要包括:1. TWDR系统的分析与设计:基于TWDR的工作原理选择其体制,确定系统指标。对系统指标进行分析,确定射频前端及其各主要部件的技术指标。2.超宽带Archimedes螺线天线的设计:仿真设计了一款具有常规巴仑的Archimedes天线,针对其巴仑纵向尺寸较大的缺点,对巴仑进行改进,实现了小型化。同时,为获得单向辐射,设计天线的反射背腔。对上述小型化的背腔Archimedes天线进行了制作和测试,在0.8~3GHz宽频带内,天线的驻波比均位于2以下,天线的最大增益为7.7dBi@2.2GHz。测试结果和仿真结果基本吻合。3. L波段(1~2.024GHz)步进频率源的设计:根据TWDR系统的分析,确定步进频率源采用PLL技术来实现。在给定的技术指标条件下,选择频率源中的各个芯片:参考晶振为大普通信技术有限公司的温度补偿型晶体振荡器T10A-BSBN-10.00MHz,锁相芯片为ADI公司的ADF4106,压控振荡器和功率放大器分别选择Mini-Circuits公司的ROS-2150VW和ERA-4SM+。考虑输出频点为128个,故选择有代表性的四个频点(1GHz、1.312GHz、1.712GHz、2.024GHz)进行测试。该步进频率源的实测结果:输出功率均优于10dBm,相位噪声均小于-85dBc/Hz@1kHz,锁定时间均小于150us,杂散抑制均优于50dBc。实测结果均优于提出的技术指标。4.收发通道的研究:详细研究了穿墙雷达射频前端收发通道的实现方案。由于中频很低只有1.25MHz,超外差式发射机结构无法有效地抑制镜频干扰,因此采用了直接变换正交调制的发射机方案,并通过Agilent公司的仿真软件ADS对发射通道进行了总体性能的仿真。接收机采用经典的超外差结构,利用仿真软件AppCAD对链路进行预算仿真。最后,设计收发通道的原理图和PCB版图。