有源相控陣系統(tǒng)的獨(dú)特之處在于它的收發(fā)距離遠(yuǎn)、可靠性高并且波束副瓣低,現(xiàn)在已作為相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)研發(fā)中的主要研究方向之一,相控陣的工作原理是對不同天線單元里信號(hào)的幅值和相位進(jìn)行控制,進(jìn)而達(dá)到對整個(gè)合成波束發(fā)射方向的控制。有源相控陣的主要特點(diǎn)是在天線收發(fā)單元后面連接了T/R組件,這可以使相控陣的每一個(gè)通道都能獨(dú)立實(shí)現(xiàn)對電磁波的接收和發(fā)射,本課題的研究設(shè)計(jì)主要涵蓋有源相控陣射頻前端的硬件電路設(shè)計(jì)和以FPGA為控制器的程序設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中根據(jù)課題指標(biāo)要求,結(jié)合實(shí)際安裝空間大小將T/R模塊設(shè)計(jì)為四路收發(fā)通道模塊,具備發(fā)射功率放大、接收濾波放大、通道校準(zhǔn)、模擬移相衰減、設(shè)備自檢等功能,使用FPGA達(dá)到對有源相控陣的程序控制,完成與前端主機(jī)的通信并根據(jù)通信指令解析出相控信息再調(diào)用事先內(nèi)置的移相碼實(shí)現(xiàn)對波束方位的準(zhǔn)確控制。以往的有源相控陣射頻前端的通道幅相一致性通�？咳斯y試補(bǔ)償,效果不太理想,本課題在相控陣前端的設(shè)計(jì)中增加校準(zhǔn)模塊,通過自動(dòng)監(jiān)測和上位機(jī)控制的方式實(shí)時(shí)檢查各通道相位差,預(yù)期達(dá)到對波束相位、幅度、頻率的精確調(diào)控,提高了設(shè)備可靠性。本文首先對相控陣技術(shù)的特性以及發(fā)展趨勢進(jìn)行了描述,然后分析了研... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 課題背景
        1.1.2 理論意義與工程應(yīng)用價(jià)值
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究和發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究和發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容及設(shè)計(jì)指標(biāo)
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 設(shè)計(jì)指標(biāo)
    1.4 論文的組織結(jié)構(gòu)
第二章 系統(tǒng)組成和工作原理
    2.1 有源相控陣技術(shù)綜述
    2.2 相控陣天線掃描原理
    2.3 提高相控陣收發(fā)正確率的方法
        2.3.1 保持相位一致性
        2.3.2 抑制副瓣信號(hào)
    2.4 系統(tǒng)工作流程
        2.4.1 接收流程
        2.4.2 發(fā)射流程
        2.4.3 自檢流程
        2.4.4 校準(zhǔn)流程
    2.5 本章小結(jié)
第三章 相控陣前端硬件設(shè)計(jì)
    3.1 前端設(shè)計(jì)方案
        3.1.1 波束形成網(wǎng)絡(luò)
        3.1.2 相控陣天線數(shù)量選擇
    3.2 相控陣前端組件電路設(shè)計(jì)
        3.2.1 TR收發(fā)電路設(shè)計(jì)
        3.2.2 和差激勵(lì)和功分網(wǎng)絡(luò)電路設(shè)計(jì)
        3.2.3 校準(zhǔn)電路設(shè)計(jì)
        3.2.4 副瓣抑制通道電路設(shè)計(jì)
    3.3 控制模塊電路設(shè)計(jì)
        3.3.1 FPGA控制單元
        3.3.2 監(jiān)控單元
    3.4 本章小結(jié)
第四章 控制程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    4.1 功能需求分析
        4.1.1 設(shè)計(jì)步驟
        4.1.2 實(shí)現(xiàn)功能
        4.1.3 工作流程
    4.2 控制程序結(jié)構(gòu)
        4.2.1 信號(hào)格式
        4.2.2 信號(hào)傳遞方式
        4.2.3 校驗(yàn)方式
    4.3 收發(fā)控制
    4.4 校準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)
    4.5 檢測功能
        4.5.1 檢波測量
        4.5.2 溫度檢測
    4.6 本章小結(jié)
第五章 系統(tǒng)測試
    5.1 系統(tǒng)測試分析
    5.2 測試方法與結(jié)果
        5.2.1 接收通道增益
        5.2.2 移相步進(jìn)
        5.2.3 通道相位一致性
        5.2.4 發(fā)射峰值功率
        5.2.5 接收譯碼靈敏度及動(dòng)態(tài)范圍
        5.2.6 天線方位面的方向圖
    5.3 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]論述毫米波有源相控陣天線技術(shù)[J]. 呂東哲.  中外企業(yè)家. 2020(06)
[2]機(jī)載有源相控陣?yán)走_(dá)關(guān)鍵性能指標(biāo)測試方法[J]. 于鑫,王霞,劉博.  電子質(zhì)量. 2019(12)
[3]基于冗余編碼系統(tǒng)的循環(huán)冗余校驗(yàn)方法[J]. 夏偉,蔣建金,傅林泰,張磊.  城市軌道交通研究. 2019(08)
[4]有源相控陣天線監(jiān)測與校準(zhǔn)研究[J]. 羅琦.  電子世界. 2017(04)
[5]基于DSP+FPGA的星載GNSS-R相控陣天線波束控制系統(tǒng)[J]. 張德平,沈全成,汪慶武,郭世杰.  電腦知識(shí)與技術(shù). 2016(16)
[6]相控陣?yán)走_(dá)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 邵春生.  現(xiàn)代雷達(dá). 2016(06)
[7]基于DSP的高速相控陣波束控制器設(shè)計(jì)[J]. 呂大鑫,馮彩霞,徐曉瑤.  艦船電子對抗. 2014(05)
[8]毫米波有源相控陣射頻前端集成制造技術(shù)[J]. 謝義水.  機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新. 2013(06)
[9]微波集成電路的發(fā)展趨勢[J]. 徐銳敏,陳志凱,趙偉.  微波學(xué)報(bào). 2013(Z1)
[10]幅相校準(zhǔn)在機(jī)載有源相控陣?yán)走_(dá)中的應(yīng)用[J]. 陳翱.  現(xiàn)代雷達(dá). 2012(05)

博士論文
[1]應(yīng)用于相控陣收發(fā)組件的射頻/微波集成電路設(shè)計(jì)[D]. 楊小峰.西安電子科技大學(xué) 2014
[2]相控陣天線快速測量與校準(zhǔn)技術(shù)研究[D]. 尚軍平.西安電子科技大學(xué) 2010

碩士論文
[1]Ka波段T/R組件關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 方楊佳.電子科技大學(xué) 2019
[2]X波段相控陣?yán)走_(dá)T/R組件的設(shè)計(jì)與研究[D]. 高黎文.電子科技大學(xué) 2018
[3]有源相控陣天線波控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 尚仁超.南京理工大學(xué) 2015
[4]L波段接收組件小型化設(shè)計(jì)[D]. 熊錦康.南京理工大學(xué) 2010



本文編號(hào)：2986967