【摘要】：現(xiàn)代雷達系統(tǒng)中常采用脈沖壓縮技術(shù)來提高雷達的探測能力,一般在發(fā)射端發(fā)送大時間帶寬積信號,在接收端用匹配濾波的方式獲得窄脈沖。然而,隨著需求的日益豐富,雷達系統(tǒng)正朝著超寬帶可重構(gòu)、多功能一體化的方向發(fā)展。傳統(tǒng)電子雷達系統(tǒng)受電子速率極限的限制,存在帶寬有限、調(diào)諧性差、電磁干擾等電子瓶頸,難以生成大時間帶寬積信號。近年來,新興的微波光子學將微波技術(shù)與光學相結(jié)合,具有高頻段、大帶寬、功耗低、體積小和不受電磁干擾等優(yōu)點,因而受到廣泛的關(guān)注和研究。針對以上問題,本文基于微波光子學對線性調(diào)頻信號生成技術(shù)進行了理論分析、數(shù)學推導和仿真模擬。具體的工作內(nèi)容如下:1、介紹了微波光子學和現(xiàn)代雷達系統(tǒng),闡述了微波光子雷達和線性調(diào)頻信號生成技術(shù)的研究現(xiàn)狀,對脈沖壓縮技術(shù)和光學外調(diào)制技術(shù)進行了詳細的分析。2、針對現(xiàn)有的三種典型方案進行了理論分析和仿真模擬,包括基于光脈沖頻譜整形和頻率-時間映射的生成方案、基于光學微波倍頻的生成方案和基于級聯(lián)馬赫增德爾調(diào)制器(MZM)的雙啁啾線性調(diào)頻信號的生成方案。對比總結(jié)了不同方案的特點和不足。3、提出并仿真研究了基于雙平行正交相移鍵控(DP-QPSK)調(diào)制器和相位調(diào)制器(PM)的線性調(diào)頻信號生成方案。該方案根據(jù)連續(xù)光信號的外電光相位調(diào)制的原理,通過使用集成調(diào)制器件避免了其他方案中濾波器對系統(tǒng)調(diào)諧性能的影響。仿真生成了中心頻率10 GHz(或20 GHz)、帶寬2 GHz(或4 GHz)的線性調(diào)頻信號,方案調(diào)諧性能良好。4、提出并仿真研究了基于雙平行馬赫增德爾調(diào)制器(DP-MZM)的二倍頻雙啁啾線性調(diào)頻信號生成方案。該方案僅通過一個調(diào)制器生成雙啁啾信號,能夠有效避免距離-多普勒耦合效應(yīng)對雷達系統(tǒng)探測精度的影響。二倍頻使得方案降低了本振需求,可以產(chǎn)生更高中心頻率的線性調(diào)頻信號。仿真最高生成了中心頻率20 GHz、帶寬4GHz、時寬1μs的雙啁啾線性調(diào)頻信號,脈沖壓縮比可達3704,脈沖壓縮性能優(yōu)秀。
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN957.51
【圖文】：

第一章 緒論3圖1.1 微波光子鏈路結(jié)構(gòu)示意圖微波光子鏈路結(jié)構(gòu)如圖 1.1 所示，光源生成的光波輸入到電光調(diào)制器，光波被輸入電信號調(diào)制，調(diào)制輸出的光波經(jīng)過一系列傳輸、放大、濾波等處理，最終通過光電轉(zhuǎn)換輸出電信號。微波光子鏈路通過電信號-光信號-電信號的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)了微波信號在光域的傳輸和處理，具有大帶寬、高頻段、不受電磁干擾和低損耗等優(yōu)點。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1 微波光子雷達微波光子雷達是基于微波光子技術(shù)的現(xiàn)代雷達系統(tǒng)，是新一代多功能、高性能雷達系統(tǒng)的重要組成之一。通過將雷達系統(tǒng)中信號的生成、變頻、傳輸、延時、移相、濾波等模塊通過光子技術(shù)實現(xiàn)，形成一個微波和光的綜合系統(tǒng)，這樣的雷達就是微波光子雷達。如圖 1.2 所示[9]，隨著對微波光子各個技術(shù)點研究的不斷深入，結(jié)合各個關(guān)鍵技術(shù)點的微波光子雷達系統(tǒng)也已經(jīng)從僅采用光纖搭建模擬光鏈路進行雷達信號的傳輸

微波光子雷達技術(shù)的發(fā)展方向

他們研制的光子學數(shù)字雷達樣機是目前光子學程度較高的雷達系統(tǒng)，系統(tǒng)構(gòu)架如圖1.3 所示。圖1.3 光子學的全數(shù)字雷達系統(tǒng)構(gòu)架（PHODIR）該項目利用光子技術(shù)研究、設(shè)計和實現(xiàn)全數(shù)字雷達系統(tǒng)，完成雷達信號的光子學生成和處理，以克服傳統(tǒng)電子雷達的性能限制。該系統(tǒng)通過鎖模激光器（ModeLockedLaser, MLL）產(chǎn)生低定時抖動的激光脈沖周期序列，該序列在頻域體現(xiàn)為類似光梳的分別獨立的譜線。利用兩個光帶通濾波器濾出需要的兩條譜線，再結(jié)合一個高速光電探測器（Photodetector,PD），能夠產(chǎn)生 10~50GHz 的本振信號。在產(chǎn)生超寬帶雷達信號時，需要在光電探測之前對濾波器濾出的其中一條譜線進行相位編碼，拍頻之后就能夠得到微波脈沖壓縮信號。另外，PHODIR 項目第一次設(shè)計并實現(xiàn)用于全數(shù)字雷達系統(tǒng)的射頻接收器

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前5條

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本文編號：2747976