适用于光控相控阵雷达的光学移相技术研究

发布时间：2017-10-27 23:32

  本文关键词：适用于光控相控阵雷达的光学移相技术研究

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【摘要】：雷达是重要的信息获取装备,是现代战争极为重要的作战“软”武器。由于采用相控阵天线的雷达技术为观测隐身目标、小型目标和低空目标,以及在强杂波干扰条件下工作等方面提供了巨大的技术潜力,因而其发展受到国内外普遍的重视。为了提供准确的探测和雷达目标跟踪,雷达装置通常需要精确指向。精确指向的关键在于准确控制天线阵相邻单元的相位差,因此作为相控阵天线核心器件的移相器具有重大的研究价值。光学器件具有抗电磁干扰、损耗小、体积小及重量轻等显著优点,因此利用光学及光电子器件实现射频信号移相的光子射频移相技术成为近年来的研究重点。 本文首先理论分析相控阵天线原理及技术特点,得到相邻阵元间相位差与天线波束指向角的关系,然后研究基于光真延时技术(OTTD)、基于矢量和技术及基于外差混频技术三种光子射频移相器工作原理、技术方案及优缺点。经分析得出：第一种方案用于宽带波束控制,可以有效解决波束偏斜问题,但是相位调节较为复杂；而后两种适用于频带相对较小的场合,可对波束进行精确的连续控制,并且具有较为简单的系统结构和调节方式。 本文针对移相器关于相移及幅度变化等性能方面的要求,提出了基于双驱马赫-曾德尔调制器单边带调制的微波光子移相技术方案；经理论推导,此结构可以通过调节相位调制器(PM)的偏置电压线性地改变射频信号的相移；利用VPI进行系统仿真分析,结果表明其具有调节方便、相移范围大于360。、输出幅度波动小等优点。 最后,论文结合光学移相和功率控制技术提出附加功率控制的光子射频移相器优化设计结构。MATLAB仿真分析结果表明此结构在实现精确相移的同时能够降低副瓣电平。作为相控阵雷达系统的一个重要参数,相控阵天线的副瓣性能在一定程度上决定了雷达的抗干扰与抗杂波等能力,所以附加功率控制的移相结构能够有效提高相控阵雷达的性能,适应其发展趋势。
【关键词】：雷达 相控阵天线 功率控制 光子射频移相器 副瓣
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN958.92
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目录7-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 相控阵雷达的光学移相技术研究背景9-11
• 1.1.1 相控阵雷达的需求9-10
• 1.1.2 相控阵雷达技术的发展10-11
• 1.2 相控阵天线原理及技术特点11-15
• 1.2.1 相控阵天线原理11-14
• 1.2.2 相控阵天线技术特点14-15
• 1.3 国内外发展趋势15-16
• 1.4 论文结构及主要工作16-18
• 第二章 光子射频移相技术18-35
• 2.1 波束形成网关键技术18
• 2.2 光子射频移相器18-34
• 2.2.1 基于OTTD的光子射频移相器19-28
• 2.2.2 基于外差混频技术的光子射频移相器28-33
• 2.2.3 基于矢量和技术的光子射频移相器33-34
• 2.3 本章小结34-35
• 第三章 基于双驱马赫-曾德尔调制器单边带调制的微波光子移相器结构设计35-47
• 3.1 双驱马赫-曾德尔调制器35-37
• 3.2 相位调制器37-38
• 3.3 系统结构框图及原理38-40
• 3.4 系统仿真40-45
• 3.5 系统误差分析45-46
• 3.6 本章小结46-47
• 第四章 附加功率控制的光子射频移相结构优化设计47-56
• 4.1 相控阵天线方案选择的主要依据47-48
• 4.2 相控阵天线的副瓣性能分析48
• 4.2.1 相控阵天线方向图特性48
• 4.2.2 副瓣性能对相控阵天线的影响48
• 4.3 实现低副瓣相控阵雷达天线的方法48-51
• 4.3.1 幅度加权方法48-50
• 4.3.2 密度加权方法50-51
• 4.3.3 相位加权方法51
• 4.4 光控波束形成网中功率不均衡问题51-52
• 4.5 功率均衡控制方案设计52-54
• 4.6 仿真及分析54-55
• 4.7 本章小结55-56
• 第五章 总结与展望56-58
• 参考文献58-61
• 致谢61-62
• 攻读学位期间发表的学术论文目录62

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 马文英;董玮;刘彩霞;张歆东;贾翠萍;周敬然;陈维友;;光子射频移相器研究与进展[J];半导体技术;2007年04期

2 史双瑾;邱琪;邱志成;廖云;熊彩东;;基于光纤光栅的实时延时技术[J];半导体光电;2009年05期

3 李冬文;贾春燕;叶莉华;崔一平;;光控相控阵雷达中的真延时技术[J];激光与光电子学进展;2006年03期

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本文编号：1105685