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光传输关键技术及毫米波光控相控阵技术研究

曹俊友  
【摘要】: 为了提高相控阵雷达系统的抗干扰能力,相控阵雷达必须具有尽可能大的带宽。另外,为了提高天线的分辨、识别能力和对多目标成像的能力,相控阵雷达还必须具有大的瞬时信号带宽。但是,基于移相器的普通相控阵天线在进行宽带宽角扫描时,由于渡越时间和孔径效应的影响,使信号的瞬时带宽受限。由于光控相控阵雷达在子阵级上引入实时延时线TTD(True Time Delay)取代常规相控阵雷达中的移相器进行子阵级的延时补偿,大大减轻了孔径效应,使相控阵雷达实现了宽带宽角扫描。 光纤通信技术是光控相控阵理论得以实现的载体。光纤通信技术的发展状况,直接影响光控相控阵技术的发展水平。模拟光纤链路理论上可以实现信号的透明传输,可由于受到器件水平的限制,在整个光传输和分配过程中,雷达信号必将受到来自光路噪声或干扰的污染,从而产生某些畸变和失真,这些非理想因素必然对阵列系统的性能指标和阵列系统的信号处理产生影响。 本论文通过对已构建的模拟光链路性能的分析,以构建一个完整的、性能优良的、应用于光控相控阵中的光收发系统为目标,从光链路的增益、噪声和动态范围入手,详细论述了光链路性能的改进措施及实现方法。 随着毫米波技术及器件的发展与成熟,毫米波相控阵雷达也得到了更深的研究和发展。本文重点论述了毫米波相控阵雷达的特点,理论分析了毫米波光控相控阵系统中的非理想因素对系统性能的影响,并给出可实现的消除影响的方法。通过理论分析,给出了毫米波光控相控阵列的实现方案。 此外,本文还对L波段光传输链路实验系统的性能进行改进,设计了前端匹配电路和APD接收电路,并给出相关电路的实验结果和测试曲线。


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