本文關(guān)鍵詞： 光控相控陣 光實(shí)時(shí)延遲 多波束 噪聲系數(shù) 幅相誤差　出處：《電子科技大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：傳統(tǒng)相控陣天線技術(shù)已經(jīng)很成熟,但是它受到渡越時(shí)間和孔徑效應(yīng)的影響,不能實(shí)現(xiàn)寬帶、大角度掃描。光控相控陣天線利用實(shí)時(shí)延遲可以抵消孔徑渡越時(shí)間,解決寬帶和波束偏斜的問題。光控相控陣天線相還具有體積小、質(zhì)量輕、損耗低、抗干擾等優(yōu)點(diǎn)。多波束光控相控陣天線是通過光延遲來實(shí)現(xiàn)多波束的,它可以減小搜索間隔時(shí)間,利用光的分光和合光,將很容易實(shí)現(xiàn)波多束的形成。本文首先建立了光控相控陣天線的數(shù)學(xué)模型,并對其各個(gè)性能參數(shù)的理論公式進(jìn)行了推導(dǎo)。理論上分析了在子陣上采用光實(shí)時(shí)延遲的結(jié)構(gòu)中影響帶寬和波束偏移的因素,并使用Matlab進(jìn)行了仿真。其次建立了光電探測部分的模型并進(jìn)行了噪聲系數(shù)理論公式的推導(dǎo)。忽略頻響,建立強(qiáng)度調(diào)制直接探測光鏈路的小信號(hào)模型,對其鏈路的增益以及噪聲系數(shù)的公式進(jìn)行了推導(dǎo)。然后對波束形成陣列建立了模型,利用光纖鏈路中所推導(dǎo)出的增益和噪聲系數(shù)的公式推導(dǎo)了陣列的噪聲系數(shù)公式。分析并仿真了光纖鏈路的衰減、陣元數(shù)以及前置放大器的增益對噪聲系數(shù)的影響,8陣元存在探測飽和時(shí)噪聲系數(shù)可以做到3.83dB。對存在鏈路噪聲信號(hào)的16、32陣元的線陣進(jìn)行仿真,鏈路的噪聲主要影響副瓣電平的升高,當(dāng)信噪比小于15dB時(shí)副瓣電平將上升很多。然后介紹了溫度引起的延遲誤差、陣元失效誤差以及隨機(jī)誤差的來源及對波束的影響。其次對副瓣電平和波束偏斜的統(tǒng)計(jì)理論公式進(jìn)行了推導(dǎo),對隨機(jī)幅相誤差對波束的影響進(jìn)行仿真分析,延遲誤差主要影響波束的指向角,推導(dǎo)出了延遲誤差均方值和指向角偏移的關(guān)系式。在0~3ps范圍內(nèi),取100次指向角偏移仿真值的均方值畫出的圖和理論公式畫出的曲線圖一致。副瓣電平主要受幅度誤差的影響,誤差越大副瓣電平上升的越多。最后,介紹多波束形成的基本原理,設(shè)計(jì)了一種光控多波束形成的結(jié)構(gòu),每個(gè)波束都可以獨(dú)立掃描。信號(hào)頻率為10GHz,對于4波束16陣元的結(jié)構(gòu),幅相誤差服從正態(tài)分布時(shí),進(jìn)行波束仿真。結(jié)果表明均方差為-5dB、-3dB時(shí),指向角偏移為0.3°、0.6°;延遲誤差均方差為2ps、3ps時(shí),副瓣電平上升了1.97dB、2.64dB。
[Abstract]:The traditional phased array antenna technology has been very mature, but it is influenced by the transition time and aperture effect, cannot achieve broadband, large angle scanning. Real time delay can offset the aperture transit time using optically controlled phased array antenna, broadband and beam deflection. Optically phased array antenna which has the advantages of small volume, light weight loss. Low anti-jamming. The multi beam optical controlled phased array antenna is realized by multi beam optical delay, it can reduce the search time interval, and the use of photosynthetic light, will be easy to achieve the formation of wave beam. This paper established a mathematical model of optically controlled phased array antenna, and the theoretical formula all the performance parameters are deduced. The theoretical analysis of the influence factors of the bandwidth and beam deflection of structure light in real time delay in the sub array, and a simulation using Matlab. Its establishment The photoelectric detection part of the model is derived and the noise coefficient of theoretical formula. Ignoring the response, to establish the small signal model of intensity modulation direct detection optical link, the link gain and noise coefficient formulas were deduced. Then the beamforming array model, based on derived gain and noise coefficient in the optical fiber link is deduced noise coefficient formula of array. The analysis and Simulation of the attenuation of optical fiber links, effects of array element number and preamplifier gain for the noise coefficient of the 8 element of detecting the existence of saturation noise coefficient can reach 3.83dB. to 16,32 array line link noise signal array simulation. The main effect of noise link increased sidelobe level, when the signal-to-noise ratio is less than 15dB when the sidelobe level will rise a lot. And then introduces the delay error caused by temperature, element failure in error The source and the random error and the influence on the beam. Secondly the sidelobe level and beam deflection statistical equations are deduced, the random effect of amplitude phase errors on the beam simulation analysis, delay errors mainly influence the beam pointing angle, deduces the delay error mean square value and the relationship between the pointing angle offset type in the range of 0~3ps, 100 times to offset simulation values of the mean square value of the pictures and draw the graph theoretical formula. The sidelobe level is mainly affected by the influence of amplitude error, error is rising more chief lobe level. Finally, this paper introduces the basic principle of multi beam forming, design a a light beam forming structure, each beam can be independent of scanning. Signal frequency is 10GHz, the structure of the 4 beam 16 element array, the amplitude and phase error obeys normal distribution, beam simulation. The results show that the variance of -5dB, -3dB, The angle deviation is 0.3, 0.6, and the mean square of the delay error is 2PS. When 3ps, the sidelobe level rises 1.97dB, 2.64dB.

【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN821.8

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 孫曉舟;呂繼榮;;多工作模式下數(shù)字波束形成的工程實(shí)現(xiàn)[J];中國電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào);2007年03期

2 J·R·沃林頓 ,邱文杰 ,謝處方;相控朿雷達(dá)的波束形成方案[J];成都電訊工程學(xué)院學(xué)報(bào);1988年S1期

3 H·史蒂斯凱爾 ,邱文杰 ,謝處方;數(shù)字波束形成天}檣躘J];成都電訊工程學(xué)院學(xué)報(bào);1988年S1期

4 陳建峰,黃建國;基于多波束系統(tǒng)的多目標(biāo)高分辨定向新方法[J];電子學(xué)報(bào);1999年03期

5 胡宏林,郭凱,朱近康;強(qiáng)方向性干擾下跳波束通信方式的性能分析[J];通信學(xué)報(bào);2003年09期

6 李秋生;黃隆勝;劉小燕;;等間距圓形陣的波束性能仿真分析[J];北京聯(lián)合大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年04期

7 張玉洪;保錚;;任意分布陣列天線波束寬度的精確估計(jì)[J];西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào);1988年02期

8 查林;;波束域積累檢測應(yīng)用研究[J];雷達(dá)科學(xué)與技術(shù);2011年02期

9 張亦希,傅君眉,汪文秉;衛(wèi)星陣饋反射面多波束天線賦形波束的性能分析[J];電子與信息學(xué)報(bào);2003年04期

10 楊蓓蓓;;隨機(jī)誤差對數(shù)字波束形成系統(tǒng)性能的影響[J];信息化研究;2010年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前2條

1 張艷芹;方世良;;波束形成中多目標(biāo)分辨率研究[A];2009年全國水聲學(xué)學(xué)術(shù)交流暨水聲學(xué)分會(huì)換屆改選會(huì)議論文集[C];2009年

2 趙智勇;才振華;;矢量陣多目標(biāo)譜線挑選MVDR波束形成[A];中國聲學(xué)學(xué)會(huì)水聲學(xué)分會(huì)2011年全國水聲學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 陳陽;水聲陣列信號(hào)處理理論及實(shí)驗(yàn)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

2 徐魁文;天線和逆散射若干問題研究[D];浙江大學(xué);2014年

3 汪加潔;偏心粒子對有形波束散射及橢球粒子的彩虹特性[D];西安電子科技大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 廖志高;圓環(huán)形數(shù)字陣列方向圖綜合相關(guān)技術(shù)研究與驗(yàn)證[D];南京理工大學(xué);2015年

2 魏晨;數(shù)字陣列雷達(dá)發(fā)射多波束關(guān)鍵技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2014年

3 劉東升;基于一種艦載圓柱相控陣天線的波束形成研究[D];中國艦船研究院;2015年

4 田宣宣;光纖延遲線與多波束應(yīng)用研究[D];電子科技大學(xué);2014年

5 顏振;蝙蝠生物聲納聲場波束的本征分析[D];山東大學(xué);2012年

6 王靜;某雷達(dá)數(shù)字波束形成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2009年

7 萬再蓮;數(shù)字多波束形成與波束跟蹤算法研究[D];電子科技大學(xué);2008年

8 劉瑛;LTE-Advanced波束協(xié)作調(diào)度技術(shù)研究[D];華南理工大學(xué);2011年

9 宋曉;多波束時(shí)空調(diào)制MT-CDMA通信定位系統(tǒng)的研究[D];南京航空航天大學(xué);2009年

10 張正鴻;數(shù)字波束合成及測向技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2013年

，

本文編號(hào)：1543562