基于MCM技术的24GHz+FMCW防撞雷达关键技术研究

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1、摘要汽车防撞雷达系统为近年来微波、毫米波在汽车方面应用的～个热点。FMCW系统在汽车上应用的关键是系统的稳定性好和体积小，所以FMCW雷达前端的集成化研究成为本论文的主题。本文的工作围绕汽车防撞FMCW雷达系统的研制展开，研究重点为雷达系统射频前端的集成。本文首先概括总结了目前国内外关于雷达系统集成的研究成果，在此基础上结合目前的工艺条件和测试条件，提出了24GHz集成雷达系统的方案，并结合具体实现做了ADS软件仿真，避免了盲吕地进行系统板的设计以及系统集成。仿真过程提取了实际的工艺参数和器件指标，实验结果表明仿真过程具有准确的指导意义。在系统

2、板的设计和工艺实现过程中，首先对无源电路以及基本的互连线做了一系列的实验和测试，最后选择共面波导接地线(CPWG)作为互连线，使用金带引线键合的方法实现器件一互连线、互连线一互连线以及器件一器件之间的互连。由于需要满足功率放大器以及混频器的功率要求，在耦舍器测试结果的基础上，设计了24GHz雷达的系统板，在经过两次改版后，最后对系统前端进行了测试。测试结果表明了满足系统方寨的要求。微波频率合成器是雷达系统很重要的一部分，对于FMCW雷达而言，7C0的频率线性度直接影响雷达测距测速的精度，本文应用微波频率合成器的原理构造了一个用于VCO线性化的非

3、线性PLL，并首次研究了该PLL的环路相位模型，得出了用于线性校正计算的理论公式，最后应用ADS软件对该公式做了仿真验证，结果表明该理论的正确性，为VCO的线性化提供了理论指导。雷达系统的集成化、小型化工作是一个艰巨的任务，本文从MCM集成的基础工艺开始研究，初步实现了24GHz雷达的小型化集成，并从理论上研究了7C0线性化的PLL实现方法，对今后的研究工作具有指导意义。关键词：FMCW雷达，MCM技术，微波频率合成器，VCO线性化，非线性PLLAbstractRenChengming(microelectronicsandsolid-stat

4、eelectronics)DirectedbyProf．SunXiaoweiAutomotiveanti—collisionmillimeter-waveandmicrowaveradarsystemiswidelyusedinautomotiveapplicationinrecentyears．Highstabilityandsmallsizeisnecessaryforautomotiveradarsystem．SothethesisisfocusedonintegrationofFMCWradarfront．end．FirstofalI．

5、asummafionofradarintegratedmethodsispresentedinthethesis．OnthebaseofMCMprocessandtestconditionofstateofart，weputforwardaschemeof24Ghzanti—collisionradarsystem．TheresultsofsimulationusingADSundertheconditionofextractionparametersfrompracticalprocessdemonsa'atedthatthesimulati

6、onisexactedandreliable．Afterthetestofpassivecomponentssuchasmicrostripline，CPWline，CPWGline，coupler，andmicrostriptoCPWlinetransformer,CPWGlineischoosedasbasedinterconnectlineforit’slowerlosscomparedwithmicrostriplineandCPWline．Intheprocessofdesignof24GHzsystemboard，itisimpoa

7、anttomeetthepowerneedsofPA．MixerandLNA．Fromthetestresultsoffinalsystemboard，wecanseethatthesimulationisbasicallyright．Microwavesynthesizerisaimportantpartofradarsystem．ForFMCWradar，thelinearityofsynthesizeriscritical．AnovelnonlinearPLLwhichcallbeusedinVCOnonlinearitycompensa

8、tionispresented．ByusingtheSAWdelaylinetodelaytheFMCWsignal．theIFsignalcanbe