一种核心尺寸可缩放的低相位噪声LC VCO设计

基于TSMC 0.13μm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺,设计了一种用于多标准移动收发机的核心尺寸可缩放LC压控振荡器(VCO)。理论分析表明,当核心电流较小时,较大尺寸的VCO具有较低的相位噪声,而当核心电流较大时,较小尺寸的VCO具有较低的相位噪声,因此,该文将VCO的核心尺寸设置成可随电流变化的缩放尺寸。最终芯片测试结果表明,在核心电流为4.2mA,振荡频率5GHz的情况下,VCO的相位噪声为-121.6dBc/Hz@1 MHz;在核心电流为16 mA,振荡频率5GHz的情况下,VCO的相位噪声为-128.5dBc/Hz@1 MHz。     

采用有源电感的小面积宽可调范围VCO

为了实现电感-电容压控振荡器(LC VCO)的全集成和小面积,同时使其振荡频率具有较宽的可调范围和较低的相位噪声,采用差分有源电感和Q值增强共源共栅电路结构,对LC VCO进行设计。采用差分有源电感代替螺旋电感,减小了芯片面积,并利用有源电感的可调性,增大了振荡频率的可调范围。采用Q值增强共源共栅电路结构,增加了LC VCO的输出功率和Q值,进而减小了相位噪声。基于TSMC 0.18 μm RF CMOS工艺,采用Cadence仿真工具对LC VCO进行仿真验证。结果表明,LC VCO振荡频率的可调范围高达129%,在偏离最大振荡频率1 MHz处,最低相位噪声为-121.4 dBc/Hz,直流功耗为11 mW,优值FOMT(考虑到调谐范围)为-193.6 dBc/Hz。     

DDS技术在线性调频连续波雷达中的应用

直接数字式频率合成(DDS)作为一种新的频率合成技术，它可以实现从信号参数到信号波形的转换。在传统的线性调频连续波雷达测距系统中，通过三角波发生器对压控振荡源(VCO)进行调制，输出线性调频连续波雷达(LFM-CW)信号，但是压控振荡源的扫频非线性以及很低的频率分辨率对LFM-CW雷达的测距精度产生很大的影响。文中将直接数字式频率合成技术引入LFM-CW雷达，代替压控振荡源，很好的解决了该问题。FFT频谱分析用DSP实现，系统控制用单片机完成，终端采用液晶显示。     

GaAs微波振荡功率场效应晶体管

<正> 一、引言 GaAsMESFET是近十多年来迅猛发展的一种微波器件。无论在低噪声、微波功率放大、以及微波振荡等方面,GaAsMESFET都是目前最好的一种微波固态器件。随着微波通讯、雷达、电子对抗等整机系统对高性能振荡器的要求,用GaAsMESFET制作的介质振荡器(DRO)和压控振荡器(VCO)以及GaAsMESFET YIG振荡器与用双极晶体管或体效应管制作的振荡器相比,具有振荡频率高、频谱纯、相位噪声低、频率稳定度高和频带宽等优     

多频段毫米波压控振荡器的开发

据《信学技报》(日)2009年109(15)期报道,日本三菱电机开发了具有相位相关特性的多频段毫米波压控振荡器,该振荡器应用于多频段间断连续波(ICW)雷达。由19/38 GHz双频输出功率VCO MMIC和19 GHz二分频器     

低相位噪声CMOS环形压控振荡器的研究与设计

针对个人电脑和通讯系统对频率合成器中振荡器的低相位噪声的要求,对基本的环形振荡器结构进行改进,设计了两种宽带低相位噪声CMOS环形压控振荡器(VCO),在800 MHz振荡频率、1 MHz频偏下,测试的相位噪声分别为-123 dBc/Hz和-110 dBc/Hz.两个VCO的调谐范围分别为450～1 017 MHz和559～935 MHz.     

采样方差与连续波雷达测速精度的关系

本文提出了连续波雷达测速精度与频率源采样方差之间的关系式。并根据频率源噪声幂律谱的类型给出了阿仑方差与测速精度的关系式。     

2.5 GHz低相位噪声LC压控振荡器

在0.35 μm SiGe BiCMOS工艺条件下,设计了一个全集成的低相位噪声LC压控振荡器(VCO).该VCO采用尾电阻结构替代传统的尾电流源结构实现电流控制,以减小尾电流源产生的噪声.该VCO的调谐范围为480 MHz,可以覆盖2.32～2.8 GHz.当振荡频率为2.5 GHz时,100 kHz和1 MHz频偏处的相位噪声分别为-104.3 dBc/Hz和-124.3 dBc/Hz.振荡器工作电压为5 V,尾电流为5 mA.工作在2.5 GHz时,其100 kHz频偏处的性能系数为-178 dBc/Hz.     

一种带有开关电流源的低相噪压控振荡器

提出一种带有开关电流源的电感电容压控振荡器（LC VCO）。该技术通过反馈电容将电感电容压控振荡器的输出耦合到电流源,形成了电流源的开关特性,从而减小了电感电容压控振荡器的相位噪声。提出的电感电容压控振荡器采用华虹 NEC的0.18μm SiGe BiCMOS工艺,工作频率为5.7 GHz,相位噪声为-113.0 dBc/Hz@1MHz,功耗为2.3 mA。在其他性能相同的情况下,提出的电感电容压控振荡器的振荡频率比典型的电感电容压控振荡器的相位噪声小4.5 dB。     

测控系统中振荡器短稳对测速精度的影响

本文采用时域分析方法得到了测速误差与测控系统中各振荡器短稳的关系式，分析与工程实践的结果说明，测速误差不仅与频标源的短稳有关，而且与系统中各相干本振的附加相位噪声有关，在工程研制中，必须合理地分配各振荡器的短稳指标并减小其短稳损失，才能获得高的测速精度。     

线性调频连续波激光雷达探测原理分析

介绍了线性调频连续波激光雷达的系统结构,量化分析了探测原理、距离分辨率及多普勒效应。分析表明,该雷达具有优良距离分辨能力,目标的距离及速度信息分别包含于中频信号的初始频率和中频调频斜率之中;通过仿真实验直观说明了比值带宽对目标速度测量影响,应采用非平稳信号处理解算目标信息。     

多站制CW雷达目标动态模拟器设计

针对多站制连续波（CW）雷达工作特点,设计了一种CW雷达目标动态模拟器,满足多站连续 波测 量系统动态模拟联试的需求。采用高性能CPCI工控机作为模拟器硬件平台,信号处理单元 以CPCI板卡为载体,模拟控制信息依据弹道数据生成。模拟器通过控制测距信号的时间延迟 ,实现目标距离变化的模拟;通过载波频移控制,实现目标速度的模拟;通过数控衰减器控 制模拟信号的幅度,实现目标信号强弱的模拟。通过多站制测量系统动态模拟联试,验证了 模拟器的有效性和距离与速度的相关性。     

一种解决噪声连续波雷达泄漏的新方法

噪声准连续波雷达虽能有效解决发射泄漏问题,但其经调幅断续后的发射波形不再具有时域连续性的特点,不能充分发挥噪声连续波雷达的优势。为此提出在噪声连续波雷达中采用双频发射方式来对消泄漏信号。该雷达的发射信号采用双频发射方式,利用两个载频所调制的泄漏信号的脉压-快速傅里叶变换(FFT)频谱输出数据取模相等这一特点,将两个载频分离通道中取模后的脉压-FFT频谱数据相减,可有效消除泄漏信号及其产生的"噪声基底"。仿真结果表明:双频发射噪声连续波雷达在保留原有连续波雷达信号特点的基础上,其泄漏抑制能力要优于噪声准连续波雷达。     

设备时延测量的新方法

讨论了连续波转发器设备时延 (距离零值 )测量技术 ,重点研究了利用测量副载波调制边带侧音相位完成中频调制转发应答机绝对距离零值测量的工作原理 ,并介绍了适用于各种形式应答机(包含中频调制转发应答机 )的距离零值通用测量方法 ,分析了测量方法误差。     

An efficient method for nonlinear distortion calculation of the AM and PM noise spectra of FMCW radar transmitters

The demand for autonomous cruise control and collision warning/avoidance systems has increased in recent years. Many systems based on frequency-modulated continuous-wave (FMCW) radar have emerged and are still in development. Due to the high complexity of such systems, the accurate evaluation of the noise spectra in the transmitter chain driven by complex modulated signals is today a severe drawback due to the limitation of simulation tools. In this paper, a method is proposed to compute easily with any commercially available nonlinear simulator, the amplitude and phase modulated signal distortion introduced by the nonlinearities of the transmitter on an FMCW signal. First, the amplitude modulation (AM) and phase modulation (PM) noise spectra of the driving FMCW signal is derived from the knowledge of the continuous wave (CW) AM and PM noise spectra of the voltage-controlled oscillator (VCO), and the modulating saw-tooth signal applied. Using the narrow band envelope concept and a first-order expansion of the nonlinear transfer function of the transmitter, the transfer of the AM and PM noise spectra of the driving FMCW signal through the nonlinear transmitter chain and the resulting output distortion are then computed. This novel approach allows to compute with reduced computation time and very good accuracy the AM/AM, AM/PM, PM/PM, and PM/AM conversion terms in any nonlinear system driven by CW or FMCW signals. This new method has been applied to the characterization of a whole car radar transmitter operating at 77 GHz driven by an FMCW signal issuing from a VCO. A successful comparison between measured and simulated PM-to-AM conversion coefficients of this transmitter is shown, validating the proposed method.     

基于双频EBPSK-MODEM的雷达通信机研究

为了解决双频连续波雷达在测距中的整周期模糊度问题,同时实现雷达通信一体化,该文提出一种基于双载频双路扩展的二元相移键控(EBPSK)调制解调器的综合电子系统,实现了基本的雷达与通信功能,其中一路只发送连续波,与另一路EBPSK调制信号进行比相接收,输出高精度测距信息;用冲激滤波器对另一路EBPSK调制信号进行解调。通过把EBPSK调制信号的相位跳变信息转变为幅度冲激,在连续波背景中再现目标的雷达脉冲回波,该滤波器的输出是大量程测距信息;将两组数据融合后,系统可输出高精度大量程的雷达测距值。同时利用EBPSK调制信号和冲击滤波辅助解调的特殊优势进行高频谱利用率的数字通信。     

A new 94-GHz six-port collision-avoidance radar sensor

A new 94-GHz collision avoidance radar sensor is proposed. The receiver front-end module is based on a six-port phase/frequency discriminator (SPD). The SPD, composed of four 90/spl deg/ hybrid couplers, is manufactured in a metal block of brass using a computer numerically controlled milling machine. Simulation and measurement S-parameters of the SPD are presented in the frequency band. New SPD computer models are generated and used in the system simulations. Preliminary measurements and system simulations performed to obtain the relative velocity of the target and its distance are presented. Statistical evaluations show an acceptable measurement error of this radar sensor.     

噪声调频复合单频连续波雷达空间高速目标的探测

噪声调频连续波雷达由于发射信号无周期,具有理想的图钉型模糊函数,没有周期性距离模糊和速度模糊,从原理上非常适合在轨探测远距离的超高速空间目标。该文采用插值法建立了噪声调频连续波高速目标回波模型,提出噪声调频复合单频连续波雷达采用校正距离走动的“匹配参考信号”进行相参处理的方法,实现跨距离门积累从而提高距离主旁瓣比;针对多个目标的检测采用FFT-IFFT逐个“Clean”的办法,进一步提高检测目标动态范围。仿真结果表明所提出的方法是有效可行的。     

基于压缩感知的伪随机多相码连续波雷达

该文利用雷达目标空间的稀疏特性,提出了一种基于压缩感知的伪随机多相码连续波雷达。建立了目标信息感知模型,采用压缩感知以低于奈奎斯采样率对目标回波采样,然后从少量的采样数据中提取噪声背景下的目标场景信息。为了提高目标信息提取的有效性,采用模拟退火算法对波形进行优化。仿真结果表明了该方法的优越性。     

一种改进的毫米波雷达多目标检测算法

智能驾驶主要依据前视雷达进行目标探测,基于毫米波雷达的多目标检测算法是目前的研究热点。但现有的基于FMCW的雷达多目标检测算法存在大量虚警、漏检的问题,且无法获得目标的方位信息,很难应用到复杂多变的道路环境中。提出了一种改进的毫米波雷达多目标检测算法。该算法在传统FMCW算法的基础上,提出相位差和功率差联合匹配模型进行频率匹配的思想,较好地解决了FMCW算法中频率匹配差错、无法得到目标方位信息等问题。对该算法进行了多目标模拟仿真和实测道路试验,仿真和实验结果表明,基本上能正确检测出多目标的距离、速度、方位角,且性能可靠稳定。