【摘要】：在雷達(dá)應(yīng)用和電子戰(zhàn)領(lǐng)域,復(fù)雜的電磁場環(huán)境使得雷達(dá)接收機處理信號難度增加,對微波信號的參數(shù)測量在現(xiàn)代防御系統(tǒng)和電子情報系統(tǒng)都是一項非常重要的任務(wù)。但是,隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展和武器裝備的不斷升級,微波信號覆蓋的頻段越來越大,由于傳統(tǒng)的電子技術(shù)受電子瓶頸的限制,處理大帶寬微波信號有一定難度。這時一門新的學(xué)科00微波光子學(xué)隨之誕生,微波光子學(xué)是結(jié)合微波和光學(xué)產(chǎn)生的新領(lǐng)域,微波光子學(xué)技術(shù)由于其寬帶寬、低損耗和強抗電磁干擾等優(yōu)點成為對微波信號處理的關(guān)鍵技術(shù)。近年來,隨著微波光子技術(shù)的快速發(fā)展,微波光子信號處理技術(shù)也引起研究學(xué)者們非常濃厚的興趣,并且逐漸成為研究的熱點。本文首先論述了微波光子技術(shù)的研究背景和國內(nèi)外目前的研究現(xiàn)狀,在此基礎(chǔ)上重點研究了微波光子信號處理技術(shù),建立了基于微波光子鏈路的電子戰(zhàn)接收機模型,并且對該電子戰(zhàn)接收機所涉及到的一些關(guān)鍵光學(xué)器件的特性和工作原理進(jìn)行了相關(guān)研究。其次,針對電域中超寬帶信號處理的瓶頸限制,特別提出結(jié)合光電技術(shù)的光壓縮采樣測頻技術(shù)。一種方法是利用超窄光脈沖的頻譜是能量均衡的梳狀脈沖特性對微波信號進(jìn)行采樣,然后將原微波信號下變頻到遠(yuǎn)低于奈奎斯特采樣頻率的某個區(qū)間上;另一種方法是一種基于光時域拉伸和壓縮感知的光壓縮采樣測頻系統(tǒng)對信號頻域?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確測量,該系統(tǒng)前端光時域拉伸系統(tǒng)利用超短高斯光脈沖在經(jīng)過單模色散光纖傳輸后,由于光纖群速度延遲效應(yīng)對窄脈沖的拉伸作用,在光域減慢輸入高速微波信號,有效降低信號采樣帶寬,后端利用壓縮感知技術(shù)對減速后的信號在電域進(jìn)行二次壓縮,從而大大減小模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣頻率,接著利用獲得的欠采樣數(shù)據(jù)通過壓縮感知重構(gòu)算法對微波信號頻譜實現(xiàn)重構(gòu),對信號頻率實現(xiàn)準(zhǔn)確測量。然后,對上述所提兩種方法分別進(jìn)行原理論述、仿真驗證和結(jié)果分析,驗證系統(tǒng)的可行性。最后,提出了基于微波光子信號處理技術(shù)對微波信號關(guān)鍵參數(shù)到達(dá)時差和到達(dá)角的測量方法,主要通過測量接收的微波信號的相位差來進(jìn)一步做波達(dá)方向估計,并對所提系統(tǒng)進(jìn)行理論分析、仿真驗證和改進(jìn),在改進(jìn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上提出一種可以實現(xiàn)多角測量和測頻一體化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型。
[Abstract]:In the field of radar applications and electronic warfare, the complex electromagnetic environment makes the radar receiver processing the signal more difficult. The measurement of the parameters of the microwave signal is a very important task in the modern defense system and the electronic information system. However, with the rapid development of the information technology and the escalation of the weapon and equipment, the microwave signal is covered. The frequency band is getting bigger and bigger. Because the traditional electronic technology is restricted by the electronic bottleneck, it is difficult to deal with the large bandwidth microwave signal. At this time, a new subject 00 microwave photonics is born. The microwave photonics is a new field combined with microwave and optics. The microwave photonics technique is due to its wide bandwidth, low loss and strong resistance to electromagnetic interference. In recent years, with the rapid development of the microwave photon technology, the microwave photon signal processing technology has also aroused the great interest of the researchers and gradually become the hot spot of research. This paper first discusses the research background of microwave photonic technology and the current research status at home and abroad. On this basis, the microwave photon signal processing technology is emphatically studied, and the electronic warfare receiver model based on the microwave photon link is established, and the characteristics and working principles of some key optical devices involved in the electronic warfare receiver are studied. Secondly, the bottleneck of the ultra wideband signal processing is restricted in the electric field, In particular, the optical compression sampling and frequency measurement technique combined with optoelectronic technology is proposed. One method is to use the spectrum of the ultra narrow pulse to sample the microwave signal with the energy balanced comb pulse, and then convert the original microwave signal down to a certain area far below the Nyquist sampling frequency; the other is based on the light time domain. The optical compression sampling system of tensile and compressed sensing can accurately measure the signal frequency domain. The system front-end optical time domain stretching system reduces the input high speed microwave signal effectively in the optical domain after the ultrashort Gauss optical pulse is transmitted through the single mode dispersion fiber, and slows the input of the high-speed microwave signal in the optical domain. The signal sampling bandwidth is sampled, and the back end uses compressed sensing technology to compress the decelerated signal in the electric field two times, thus greatly reducing the sampling frequency of the analog to digital converter, and then using the obtained under sampled data to reconstruct the frequency spectrum of the microwave signal through the compressed sensing reconstruction algorithm, and to measure the frequency of the signal accurately. The two methods are discussed in principle, simulation verification and result analysis to verify the feasibility of the system. Finally, a method of measuring the arrival time difference and the arrival angle of the key parameters of the microwave signal based on the microwave photon signal processing technology is proposed, and the direction of arrival is further estimated by measuring the phase difference of the received micro wave signal. On the basis of the improved system, a structural model of the integrated system of multi angle measurement and frequency measurement is proposed.
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN015

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本文編號：2156065