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雷达物位计前段技术研究突破
作者：鸿兴而泰 来源：本站 发表时间：2016-1-24 19:29:07 查看：次
如今工业领域对物位测量精度的要求越来越高。相较于传统物位测量方式，雷达物位计由于不受测量环境的温度、压力、粉尘、水汽等干扰因素影响，同时具有精度高、功耗低、维护性好等特点，因而应用前景良好。但是市面上销售的雷达物位计大量依赖进口且价格昂贵。因此研制成本低、精度高的雷达物位计具有很大的实际意义。
本文从非接触雷达物位计测量原理出发，研究对比了不同雷达物位测量方式的优劣，分析比较了不同脉冲雷达的载波频率，最终选用K波段脉冲雷达物位计作为本次课题的设计方案。根据所选方案，对物位计的总体系统结构进行了规划与设计，并对各模块性能指标进行了合理分配。混频器、振荡器和脉冲发生器作为脉冲雷达物位计中的三项关键部件，本文分别对以上三个部件做了详细的分析与设计。
采用Skyworks公司的肖特基二极管DMK2790设计了基于混合环结构的K波段单平衡混频器。该混频器用于对回波信号进行脉冲采样，以拓宽收发脉冲时间差，降低时间测定难度。实物测试时，本振功率7dBm，射频信号以-20dBm输入，射频频率在26GHz～27GHz范围内，测试结果表明:变频损耗优于10dB，射频端反射系数优于-12dB，输入1dB功率压缩点为2.5dBm，本振-中频的隔离度优于49.5dB，射频-中频的隔离度优于44dB，射频-本振隔离度优于30dB，中频杂散较小。
基于Infineon公司的BFP640设计了K波段谐波振荡器，该振荡器用于为脉冲雷达物位计提供发射载波。实物测试结果表明:二次谐波输出频率为25.3GHz，输出功率为-6.4dBm，基波抑制优于4dB。
利用MA/COM公司的阶跃恢复二极管MA44768设计了纳秒级窄脉冲发生器，该脉冲发生器为物位计提供脉冲信号。仿真结果表明:以频率为10MHz峰峰值6V的方波信号激励脉冲发生器，输出脉冲幅度大于6V，脉冲宽度小于700ps。
本文从非接触雷达物位计测量原理出发，研究对比了不同雷达物位测量方式的优劣，分析比较了不同脉冲雷达的载波频率，最终选用K波段脉冲雷达物位计作为本次课题的设计方案。根据所选方案，对物位计的总体系统结构进行了规划与设计，并对各模块性能指标进行了合理分配。混频器、振荡器和脉冲发生器作为脉冲雷达物位计中的三项关键部件，本文分别对以上三个部件做了详细的分析与设计。
采用Skyworks公司的肖特基二极管DMK2790设计了基于混合环结构的K波段单平衡混频器。该混频器用于对回波信号进行脉冲采样，以拓宽收发脉冲时间差，降低时间测定难度。实物测试时，本振功率7dBm，射频信号以-20dBm输入，射频频率在26GHz～27GHz范围内，测试结果表明:变频损耗优于10dB，射频端反射系数优于-12dB，输入1dB功率压缩点为2.5dBm，本振-中频的隔离度优于49.5dB，射频-中频的隔离度优于44dB，射频-本振隔离度优于30dB，中频杂散较小。
基于Infineon公司的BFP640设计了K波段谐波振荡器，该振荡器用于为脉冲雷达物位计提供发射载波。实物测试结果表明:二次谐波输出频率为25.3GHz，输出功率为-6.4dBm，基波抑制优于4dB。
利用MA/COM公司的阶跃恢复二极管MA44768设计了纳秒级窄脉冲发生器，该脉冲发生器为物位计提供脉冲信号。仿真结果表明:以频率为10MHz峰峰值6V的方波信号激励脉冲发生器，输出脉冲幅度大于6V，脉冲宽度小于700ps。
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