隨著對高精度探測的不斷追求,未來雷達系統(tǒng)正朝著大帶寬的方向發(fā)展。目前的雷達系統(tǒng),主要利用傳統(tǒng)的微波技術(shù)生成雷達信號,受到電子瓶頸限制,單路帶寬僅在2 GHz左右,難以滿足高精度雷達探測的技術(shù)需求。微波光子信號生成技術(shù)具有大帶寬的技術(shù)優(yōu)勢,被認為是可突破電子瓶頸的一種有效技術(shù)手段�？蓪⑽⒉ü庾有盘柹杉夹g(shù)引入雷達系統(tǒng)中,直接生成帶寬高達41 GHz的雷達信號,從而大幅提高雷達系統(tǒng)的探測分辨率。文章首先介紹了微波光子大帶寬脈沖壓縮信號生成技術(shù)的應(yīng)用情況,然后分類介紹了微波光子大帶寬脈沖壓縮信號生成技術(shù)的工作原理、主要實現(xiàn)方法及研究進展,最后對各類微波光子大帶寬脈沖壓縮信號生成技術(shù)進行了對比分析,并分析了限制其實際應(yīng)用的具體問題。 

【文章來源】：空間電子技術(shù). 2020,17(04)

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

基于DPMZM和PM的相位編碼生成方案

2013年美國普渡大學電氣與計算機工程學院Amir Dezfooliyan等人提出了基于一種基于光譜整形和頻時映射的LFM信號生成方案。該方案的結(jié)構(gòu)如圖4所示,鎖模激光器生成重復率為50MHz、波長范圍在1520 nm-1610 nm的光脈沖,光脈沖輸入到商用的光脈沖整形器中,對脈沖的光譜進行整形。整形后的光譜如圖4(a)所示,可以看出,若把橫軸看作時間軸,整形后的光譜即為一個LFM信號。整形后的脈沖經(jīng)過色散介質(zhì)(長度為10.3km的單模光纖)來實現(xiàn)頻時映射,最后輸入到光電探測器中實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換,得到的LFM信號的頻譜和波形如圖4(b)、如圖4(c)所示。可以看出,生成的LFM信號的載頻為20.5GHz、帶寬為41GHz、時寬為6.8ns。該技術(shù)采用全光的方法來實現(xiàn)任意波形的生成,除可生成LFM信號外,也可將光譜整形為相位編碼的波形來生成相位編碼信號,具有大帶寬的優(yōu)勢。但是由于頻時映射要在時域夫瑯和費近似條件下才能成立,即|Φ|·τ2/2π,其中Φ表示色散量,τ表示脈沖寬度。因此,生成信號的脈沖時寬會受到色散量的限制,一般在ns級別。這也是上述方案生成的LFM信號時寬只有6.8ns的原因。

2014年日本國立信息通信技術(shù)研究所Atsμshi Kanno等人提出了基于雙平行馬增調(diào)制器(DPMZM)的光學四倍頻的LFM信號生成方案[5]。該方案的結(jié)構(gòu)如圖2所示,任意波形發(fā)生器(AWG)生成載頻為2.890635GHz、帶寬為1.09375GHz、時寬為1μs的LFM信號,先經(jīng)過電八倍頻器倍頻為載頻為23.125GHz、帶寬為8.75GHz、時寬為1μs的LFM信號。該信號經(jīng)由DPMZM調(diào)制到光載波上,由于DPMZM的響應(yīng)呈現(xiàn)非線性,DPMZM會產(chǎn)生各階光邊帶。通過調(diào)節(jié)DPMZM調(diào)制器的偏壓點在最大工作點來抑制奇數(shù)階光邊帶,使得DPMZM輸出只包含光載波和偶數(shù)階光邊帶。DPMZM輸出端的光譜如圖2(a)所示,主要包含光載波和±2階光邊帶(功率較小的高階邊帶可忽略不計)。然后用光陷波濾波器(OBEF)濾除光載波,只保留±2階光邊帶,光濾波器的輸出如圖2(b)所示。最后將濾波后的信號輸入到光電探測器(PD)中進行拍頻,實現(xiàn)信號的四倍頻。四倍頻信號的時頻曲線如圖2(c)所示,可以看出所生成的LFM信號的載頻為92.5GHz、帶寬為35GHz、時寬為1μs。該類方法多基于單個電光調(diào)制器即可實現(xiàn)LFM信號的倍頻,具有結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好的優(yōu)點。目前的微波光子雷達多采用該方法生成大帶寬的LFM信號。但是該類方法仍然需要電子技術(shù)提供低頻窄帶的LFM信號,未完全擺脫電子瓶頸的限制。


本文編號：2966119