未來雷達(dá)等射頻系統(tǒng)向著多頻段、多功能、一體化的方向發(fā)展,對傳統(tǒng)電子技術(shù)提出了挑戰(zhàn)。基于微波光子技術(shù)的收發(fā)一體射頻系統(tǒng)成為當(dāng)前的重要研究方向。但已報(bào)道的基于微波光子技術(shù)的收發(fā)一體射頻系統(tǒng)對光脈沖重頻的要求存在矛盾,需要犧牲接收端的工作帶寬和采樣率等性能。本文以面向收發(fā)一體射頻系統(tǒng)的光模數(shù)轉(zhuǎn)換中的關(guān)鍵技術(shù)為研究方向,在基于低重頻光脈沖的高等效采樣率光模數(shù)轉(zhuǎn)換、基于高重頻光脈沖的光采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換以及光模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的色散功率衰落補(bǔ)償?shù)确矫嫣岢鲂路椒?主要開展了以下三個(gè)方面的研究工作:1)提出基于光纖復(fù)制環(huán)的光采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換方案。通過研究光纖環(huán)的時(shí)延、耦合器的類型及分光比、載波光源的相干性、光纖復(fù)制環(huán)內(nèi)功率損耗等因素,對基于光纖復(fù)制環(huán)的光采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)對射頻脈沖分別進(jìn)行了5次和7次復(fù)制,在避免并行架構(gòu)的情況下,基于103 MHz的光脈沖實(shí)現(xiàn)了515 MSa/s和721 MSa/s的等效采樣率,提高了系統(tǒng)的等效采樣率和輸入帶寬。2)提出并研究了基于耦合式光電振蕩器的時(shí)間交織光采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換架構(gòu)。引入耦合式光電振蕩器為系統(tǒng)提供低抖動(dòng)、高重頻、窄脈寬的高質(zhì)量采樣光脈沖,提升光模數(shù)轉(zhuǎn)換的采... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

全光數(shù)字雷達(dá)的工作原理圖

圖 2. 1 基于光纖復(fù)制環(huán)的光采樣 ADC 原理圖纖復(fù)制環(huán)的延遲時(shí)間與復(fù)制次數(shù)和光采樣周期的關(guān)系進(jìn)行了討論，合器類型及分光比等方面對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)的采樣率和輸入帶寬的增加。通過在光纖復(fù)制環(huán)中引入光功率增次數(shù)提升至 100 次以上，驗(yàn)證了該結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)更高倍數(shù)等效采樣率的

恢復(fù)出一串與輸入 RF 脈沖信號波形相同的脈沖序列。圖 2. 2 基于光纖復(fù)制環(huán)的 RF 脈沖復(fù)制原理圖2.2.2 光纖復(fù)制環(huán)時(shí)延復(fù)制后的信號之間存在時(shí)間延遲 ， 是決定能否實(shí)現(xiàn)等效采樣速率提升的重要因素。下面對光纖復(fù)制環(huán)路的延遲時(shí)間與光采樣周期和復(fù)制次數(shù)的關(guān)系進(jìn)行分析。重復(fù)周期為 T 的光脈沖對脈寬為 TRF的 RF 脈沖信號進(jìn)行采樣，如圖 2.3（a）所示。RF 脈沖信號經(jīng)過延遲時(shí)間為 的 N 次復(fù)制，光脈沖對每個(gè)復(fù)制波形進(jìn)行了重復(fù)周期為 T 的光采樣，如圖 2.3（b）所示。經(jīng)過數(shù)據(jù)處理之后，不同的復(fù)制波形中的采樣點(diǎn)經(jīng)過插值，實(shí)現(xiàn)了 T/N 的等效采樣周期，采樣速率能夠相應(yīng)地提高 N 倍，即如圖 2.3（c）所示。假設(shè)第一個(gè)復(fù)制脈沖的采樣點(diǎn)是第 0 個(gè)光脈沖


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