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FMCW数字雷达高度表接收机射频前端设计的中期报告
一、设计目标
本项目的设计目标是完成一款FMCW数字雷达高度表接收机射频前端，主要功能包括实现高精度的接收信号放大、滤波、混频、降噪和解调等基本功能，从而为后续的数字信号处理提供高质量的输入信号。
二、设计思路
1.FMCW信号产生
FMCW信号是本项目的核心，其采用扫频连续波信号，基带信号经过线性变化在发射端输出。由于本项目的接收信号需要与发射信号进行比较，因此需要确保发射信号和接收信号频率的一致性。
2.接收信号处理
接收信号经过放大、滤波、混频、降噪和解调等处理，主要包括：
（1）放大：采用低噪声放大器对接收信号进行前置放大，以减小信号损失和提高SNR比。
（2）滤波：对接收信号进行滤波处理，以去除各种干扰和杂波，并确保信号的带宽符合采样定理。
（3）混频：将接收信号与本地振荡器的信号混频，产生中频信号。
（4）降噪：采用数字信号处理算法对中频信号进行降噪处理。
（5）解调：对降噪后的信号进行相位解调，恢复原始基带信号并进行数字化采样。
3.RF前端设计
本项目的RF前端设计主要包括集成电路及其布线等方面。RF前端需要满足低噪声、低失真、高增益等要求，并能够匹配接收天线的阻抗特性，从而实现高效的信号接收和传输。
三、设计方案
1.FMCW信号发生器
FMCW信号发生器采用数字控制的DDS芯片，其输出的基带信号经过线性变化后产生扫频信号。具体包括DDS芯片的数控和模拟输出电路，以及滤波电路等部分。
2.放大器设计
为了实现高增益、低噪声和低失真的放大，本项目采用了低噪声放大器（LNA）作为前置放大器。LNA电路包括射频信号输入电路、放大电路和输出滤波电路等部分，其中的LNA芯片选择NE3512S02等低噪声、高增益、有源回路LNA芯片。
3.混频器设计
混频器采用集成式混频器芯片，其输入端分别为凝视输出的FMCW信号和本地振荡器的信号。芯片的输出端为中频信号。
4.带宽滤波器
为了滤除干扰信号，需要使用带宽滤波器，能过滤掉一个或几个频率带之外的所有频率，而只有在信号所允许的那个频率范围内的信号可以通过。本项目采用超宽带低通滤波器。
5.降噪算法设计
常用的降噪算法有多波束降噪、采样差值滤波、小波变换降噪、卡尔曼滤波等。本项目采用经过优化的小波变换降噪算法。
四、预期效果
经过以上的设计，预期的效果如下：
1.实现高精度高度测量，达到cm级别的测量精度。
2.有效抑制各种杂波和干扰，大大提高信噪比。
3.保证信号质量，减小后续数字信号处理的误差。
4.实现高效率信号传输，为数字信号处理提供高速、高精、低噪的输入信号。