机场终端区多普勒气象雷达收发系统设计

发布时间：2017-09-28 16:15

  本文关键词：机场终端区多普勒气象雷达收发系统设计

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【摘要】：随着现代雷达技术的高速发展,雷达不仅广泛应用于军事领域,而且雷达在民用领域的应用越来越趋于专业化,出现了气象雷达、航行管制雷达、遥感探测雷达、测速雷达等,机场终端区多普勒气象雷达就是在气象雷达的基础上加以改进,把探测重点放在了离机场附近五十公里内的范围,主要应用于繁忙的机场终端区。因此终端区雷达对天线伺服、发射机和接收机的指标性能都提出了更高的要求,采用全相参体制,是一部高精度、高分辨率、高可靠、高稳定性的多普勒气象雷达。本课题介绍了国内外气象雷达的发展研究现状况、雷达探测原理、气象雷达方程和理论进行了分析,给出了机场终端区多普勒气象雷达的关键技术指标和基本结构。本设计主要完成了机场终端区多普勒气象雷达的发射机和接收机前端部件的设计,以及雷达样机的实现。本文首先分析研究了机场终端区多普勒气象雷达发射机的主要技术指标、发射机工作原理、组成、调制方式。发射机采用两级放大实现对输入激励信号的放大,采用国产永磁速调管进行高功率放大,输出峰值为75KW的电磁波。本文重点对发射机的固态放大器、充电回扫、射频放大链路、脉冲调制方式进行了研究设计。在接收机的设计中首先研究接收机方案,采用超外差接收方式,主要对接收机前端电路的低噪声放大器、混频单元进行了设计。研究完成了机场终端区多普勒气象雷达发射机和接收机前端样机的设计和结构布局,分析了射频发射的关键测试技术,并给出了发射机、接收机参数测试的方法和过程。完成机场终端区多普勒气象雷达的发射、接收联调,对发射机的功率、波形包络,接收机的增益、灵敏度等关键指标进行了测试,测试结果达到设计指标要求。
【关键词】：速调管 雷达发射机 灵敏度 混频
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V321.252
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 项目的背景与意义9-10
• 1.2 国内外研究状况10-14
• 1.3 本文的主要内容与章节安排14-15
• 第二章 多普勒气象雷达的相关技术与基本结构15-21
• 2.1 雷达方程15-17
• 2.2 气象回波探测原理17-18
• 2.3 多普勒效应18-19
• 2.4 多普勒气象雷达的基本结构19-20
• 2.5 本章小结20-21
• 第三章 发射机设计21-45
• 3.1 发射机的设计要求21-22
• 3.2 发射机总体设计22-26
• 3.2.1 射频放大链路分析23-26
• 3.3 固态放大器设计26-29
• 3.3.1 固态放大器的工作原理26-27
• 3.3.2 固态放大器的技术要求27
• 3.3.3 固态放大器框图27-28
• 3.3.4 高频脉冲整形28-29
• 3.4 速调管放大设计29-31
• 3.4.1 速调管放大器的主要技术指标29-30
• 3.4.2 速调管放大器设计30-31
• 3.5 脉冲调制设计31-34
• 3.5.1 脉冲调制技术选择31-32
• 3.5.2 脉冲调制器主要技术要求32-33
• 3.5.3 脉冲调制器组成设计33-34
• 3.6 回扫充电设计34-36
• 3.7 放电触发单元设计36-43
• 3.7.1 发射机结构布局38-42
• 3.7.2 发射机开关机控制流程42-43
• 3.8 本章小结43-45
• 第四章 接收机设计45-56
• 4.1 接收机的设计要求45
• 4.2 接收机的总体设计45-49
• 4.2.1 超外差接收机工作原理47-48
• 4.2.2 超外差式接收机特点48-49
• 4.3 低噪声放大器设计49-51
• 4.3.1 低噪声放大器的主要技术指标49-50
• 4.3.2 设计方案50-51
• 4.3.3 偏置电路的选择51
• 4.4 混频器的设计51-53
• 4.5 接收机系统部分框图53
• 4.6 低噪声放大器与混频器的实现53-55
• 4.7 本章小结55-56
• 第五章 系统测试56-65
• 5.1 仪器准备56
• 5.2 环境测试56-57
• 5.3 发射机参数测试57-61
• 5.3.1 高频输出峰值功率测试58-59
• 5.3.2 发射机输出高频包络测量59-61
• 5.4 接收机灵敏度及增益61-63
• 5.5 本章小结63-65
• 第六章 全文总结与展望65-67
• 6.1 全文总结65-66
• 6.2 后续工作展望66-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-71
• 个人简历及相关学术成果71-72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 王益民;;高速串行传输技术在雷达接收机中的应用[J];现代雷达;2009年04期

2 吴曼青;;大有作为的数字阵列雷达[J];现代军事;2005年10期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 凡守涛;单脉冲气象雷达系统分析与设计[D];西安电子科技大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 田之俊;高速宽带数字接收与传输系统设计[D];西安电子科技大学;2011年

2 张向辉;高性能多注速调管发射机研究[D];南京理工大学;2011年

3 马战刚;大动态高增益雷达接收机设计[D];西安科技大学;2010年

4 王本君;C波段全相参多普勒天气雷达系统设计[D];电子科技大学;2010年

5 武晓莺;X波段GaN微波单片低噪声放大器的设计[D];西安电子科技大学;2010年

6 张清;微波全频段低功耗梳状谱发生器研制[D];电子科技大学;2009年

7 孙方礼;C波段多注速调管发射机[D];电子科技大学;2007年

8 王鑫;X波段多普勒测速接收机关键技术研究[D];南京理工大学;2007年

9 王菲;雷达中频数字接收与脉冲压缩模块实现技术[D];电子科技大学;2007年

10 高俊;大动态范围模拟与数字中频接收机的研究与实现[D];电子科技大学;2006年

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本文编号：936833