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目前交通运输业发展十分迅速,汽车拥有量大量增加,导致交通事故不断发生。因此,作为汽车主动安全系统之一的汽车防撞报警系统受到了国内外研究人员的高度重视,汽车防撞毫米波雷达系统成为了近年来毫米波在汽车安全方面应用的一个热点,它是在交通安全领域实现现代化的重要保障。射频收发前端是汽车防撞雷达关键部件,而振荡器的设计是整个收发前端设计过程中一个至关重要的步骤。因此,本文的工作围绕汽车防撞FMCW毫米波雷达前端的研制进行,研究重点为毫米波振荡器的设计与实现。
本文首先介绍了汽车防撞FMCW毫米雷达系统的总体结构,然后在此基础上综合考虑实际的电路制作工艺水平后,分别提出了34GHz微带混合集成前端方案和24GHz单片集成前端方案这两种雷达收发前端方案,本文的设计将围绕这两个方案展开。
根据34GHz微带混合集成前端方案,重点研究了17GHz微带振荡器的设计与实现,其主要内容为:首先对微波振荡器的设计理论进行了分析,研究了单端口负阻理论、双端口负阻理论以及相位噪声的优化原则;然后根据双端口负阻理论,利用Agilent ADS软件完成了17GHz微带振荡器的仿真和设计;最后对设计的17GHz微带振荡器进行了实物制作和实际测试,最终的测试结果基本符合要求。
本文的另一个重点是根据24GHz单片集成前端方案,采用Cadence软件对24GHz射频集成振荡器进行仿真和设计,并基于华虹NEC公司的0.18μmBiCMOS工艺进行了实际流片。流片测试结果的性能指标未完全到达期望结果,还需要做进一步的改进。