【摘 要】
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随着雷达系统工作场合的复杂化、多样化及其对战场感知要求的逐渐提高,人们对雷达分辨力有了更加严苛的要求。由于单载频矩形脉冲信号无法同时大范围提供宽的时域持续时间和大的带宽,因此具备脉冲压缩性能的线性调频(Linear Frequency-modulated,LFM)信号被广泛地应用在现代雷达系统中。为了满足雷达系统对大时宽带宽积(Time-bandwidthproduct,TBWP)LFM信号的要求
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随着雷达系统工作场合的复杂化、多样化及其对战场感知要求的逐渐提高,人们对雷达分辨力有了更加严苛的要求。由于单载频矩形脉冲信号无法同时大范围提供宽的时域持续时间和大的带宽,因此具备脉冲压缩性能的线性调频(Linear Frequency-modulated,LFM)信号被广泛地应用在现代雷达系统中。为了满足雷达系统对大时宽带宽积(Time-bandwidthproduct,TBWP)LFM信号的要求,微波光子技术逐渐成为现代雷达系统研究的前沿方向,其所产生的毫米波(Millimeter Wave,MMW)信号具有高载频、大带宽、相位噪声低等明显优势。本文重点围绕基于微波光子学原理的LFM信号生成技术展开研究,提出了两种大TBWP的LFM信号生成技术。主要研究工作和创新点如下:1.针对现代雷达系统对大TBWP线性调频信号的需求,提出了一种基于级联双平行马赫曾德尔调制器(Dual parallel Mach-Zehnder modulator,DPMZM)和偏振调制器(Polarization Modulator,PolM)的大TBWP线性调频信号生成技术。对归一化抛物线型电信号先分割40份,再用64位伪随机序列对分割处理后的抛物线进行相位编码,提高了所生成LFM信号的时宽和带宽。通过搭建基于Optisystem和Matlab相结合的仿真链路,得到了中心频率为40 GHz、时宽为819.2 ns、带宽为12.5 GHz和TBWP为10240的LFM信号,验证了该技术方案的有效性。与现有方案相比较,所提方案不需要进行光域滤波,所生成LFM信号的时域持续时间和带宽可以独立调谐互不干扰,所生成信号的中心频率可以通过改变射频(Radio Frequency,RF)驱动信号的中心频率来调整。2.针对现代雷达系统对超宽带连续波LFM信号和脉冲波LFM信号的需求,提出了一种基于扫频激光器、PolM和偏振延时模块(Polarization Delay Module,PolDM)相结合的超宽带LFM信号生成技术。通过搭建基于Optisystem和Matlab相结合的仿真链路,分别得到了中心频率为77 GHz、带宽5 GHz和TBWP为2500的超宽带连续波LFM信号以及中心频率为77 GHz、带宽5 GHz和TBWP为1250的超宽带脉冲波LFM信号,验证了该技术方案的有效性。与现有方案相比较,所提方案使用PolDM来引入时延,使得整体结构更容易控制;所提方案通过改变光开关的编码,不仅可以产生超宽带连续波LFM信号,还可以产生超宽带脉冲波LFM信号,具有很好的可重构性。
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