雷达常应用于物体探测。随着现代科技的发展,人们开始希望雷达不仅仅可以探测出目标物体的位置信息,而是有了进一步的期望——可以获取目标本身的信息,包括形状,尺寸等等。这个需求对于分辨率较低的窄带雷达系统来说是难以实现的。若想获取更精确的目标信息,雷达必须要拥有更精准的分辨能力,所以就决定了雷达必须要往宽带化方向发展。超宽带雷达最显著的优点就是距离分辨率高,其回波信号可以覆盖到多个不同位置的目标,并且还具有良好的抗干扰和抗杂波性能。由此,论文设计了一款C波段超宽带调频连续波雷达测距系统。雷达系统由超宽带收发链路、超宽带天线阵以及信号采集处理模块三个部分组成。在发射机部分中,基于超宽带压控振荡器芯片搭建的频率源所产生的发射信号,经功率放大后,通过超宽带收发隔离装置送到天线辐射出去。经目标反射回的回波信号,同样通过天线传到基于超宽带低噪放和混频器芯片实现的接收机,最终得到包含目标物体位置信息的基带信号。通过对硬件系统中每一级性能指标的分析计算,完成了所有电路模块中具体芯片的选型。对这些子模块电路进行了加工和测试,测试结果基本与预设的性能参数吻合。然后将各子电路按照合理布局,与一块可为系统中所有有源模块供电的直流充电供电电路,一起集成到一块PCB整板上并进行实物加工。整板可配合DSO2250U信号采集器对基带信号进行抽样采集,并利用MATLAB程序提取出目标的距离信息。为进一步提升系统的性能,论文设计了一款超宽阻带低通滤波器和一款宽带高增益天线。超宽阻带低通滤波器采用阶跃阻抗线变型结构,低阻抗线部分使用扇形结构来改善微带滤波器由于周期性产生的寄生通带的问题,末端并入两段四分之一波长开路短截线改善阻带抑制以及输出匹配问题。实物测试结果表明,通带3 dB截止频率是2 GHz,通带内回波损耗高于20 dB,在3～20 GHz内的阻带抑制达到25 dB以上。滤波器加载在接收机混频器的中频信号输出端可有效滤除基带信号内的杂波干扰和泄露的本振信号,以保证硬件系统最后可输出纯净的基带信号。而为满足雷达系统中对收发天线的超宽带高增益指标要求,论文设计了一款16单元印刷宽偶极子天线阵,采用多节平行带线不等功分馈电网络对各天线单元进行馈电。天线实物在系统要求的4.5～6.5 GHz频率范围内,回波损耗大于10 dB,增益均达到15 dB以上。