【摘要】：探地雷達是用無線電波來確定地下介質(zhì)分布的一種無損探測方法,通過發(fā)射天線向地下發(fā)射電磁波,電磁波在地下不同介質(zhì)的分界面處發(fā)生反射,通過接收天線接收反射回地面的電磁波,根據(jù)電磁波的波形、振幅強度和時間的變化等特征推斷地下介質(zhì)的具體情況�，F(xiàn)在探地雷達的應用領域越來越廣泛,本文針對傳統(tǒng)探地雷達的信號源頻率較低、頻帶較窄等問題加以改進,以適應更加廣闊的市場。本文研究的信號源采用鎖相環(huán)技術(shù),鎖相環(huán)主要包括鑒相器、環(huán)路濾波器和壓控振蕩器三個模塊,其中壓控振蕩器是整個鎖相環(huán)的關鍵,影響到調(diào)諧帶寬、輸出功率和相位噪聲等諸多因素。本文從振蕩器的基礎理論出發(fā),針對超寬帶壓控振蕩器的技術(shù)指標要求,通過合理選擇壓控振蕩器的電路結(jié)構(gòu),設計了1-2GHz和2---4GHz兩個頻段相連的超寬帶壓控振蕩器。最后,論文設計了鎖相環(huán)的其它模塊并接入壓控振蕩器,測試了鎖定輸出頻率的相位噪聲。L波段的壓控振蕩器是根據(jù)Colpitts反饋振蕩電路的理論,采用串聯(lián)諧振網(wǎng)絡設計而成,測試結(jié)果顯示,此振蕩器的調(diào)諧頻率范圍是1-2GHz,基本滿足了設計指標要求,而輸出功率范圍是-6--2dBm,與設計指標有一定的差距；S波段的壓控振蕩器是根據(jù)負阻反饋模型的理論,采用并聯(lián)諧振網(wǎng)絡設計而成,測試結(jié)果顯示,此振蕩器的調(diào)諧頻率范圍是2-3.7GHz,輸出功率范圍是2.2-3.3dBm,基本上都滿足了設計指標要求：兩個壓控振蕩器對應的鎖相環(huán)經(jīng)過測試,在中心頻率1.5GHz和3.1GHz處鎖定之后的相位噪聲分別為-89.13dBc/Hz@100KHz和-85.6dBc/Hz@100KHz,基本滿足了設計指標要求。
[Abstract]:Ground penetrating radar (GPR) is a nondestructive detection method for determining the distribution of underground media by radio waves. The electromagnetic waves are reflected at the interface of different underground media by transmitting antennas to the ground. Through receiving the electromagnetic wave reflected back to the ground by receiving the antenna, the concrete condition of underground medium is inferred according to the characteristics of electromagnetic wave waveform, amplitude intensity and time. Nowadays, the application of GPR is more and more extensive. In this paper, the signal source frequency and frequency band of traditional GPR are improved to adapt to the broader market. The phase locked loop (PLL) technology is used in this paper. The PLL consists of three modules: phase detector, loop filter and VCO. The VCO is the key of the PLL, which affects the tuning bandwidth. Output power and phase noise and many other factors. Based on the basic theory of the oscillator and the technical requirements of the ultra-wideband voltage controlled oscillator, this paper designs an ultra-wideband voltage controlled oscillator with two frequency bands, 1-2GHz and 2-4GHz, by reasonably selecting the circuit structure of the voltage controlled oscillator. Finally, the other modules of the PLL are designed and connected to the VCO. The phase noise. L-band VCO with locked output frequency is designed by using the series resonant network according to the theory of Colpitts feedback oscillation circuit. The test results show that the tuning frequency range of the oscillator is 1-2GHz, which basically meets the design requirements, while the output power range is -6-2dBm. the VCO, which has a certain gap with the design index, is based on the theory of negative resistance feedback model. The experiment results show that the tuning frequency range of the oscillator is 2-3.7GHz and the output power range is 2.2-3.3dBm. it basically meets the requirements of the design: the phase-locked loop corresponding to two voltage-controlled oscillators has been tested. The phase noise after locking at the center frequency 1.5GHz and 3.1GHz is -89.13 dBc / Hzr 100kHz and -85.6 dBc / Hz100KHz respectively, which basically meets the design requirements.
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN959

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