基于级联光栅的线性啁啾脉冲信号性能研究

发布时间：2017-09-15 20:20

  本文关键词：基于级联光栅的线性啁啾脉冲信号性能研究

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【摘要】：微波雷达技术已日趋成熟,在测距、测速、成像等领域都得到了广泛应用。现如今科技水平不断提升,对微波雷达的要求也越来越高,这促使着微波雷达能够进一步提高距离分辨率以满足新的需求。脉冲压缩技术是目前微波测距雷达提高作用距离和距离分辨率的主要手段之一。用于脉冲压缩微波雷达系统中的线性啁啾脉冲信号一般都是采用电子学的方法生成的,但是传统的电子学方法受到了“电子瓶颈”的限制,生成微波信号的频率一般在10 GHz左右。而通过微波光子学的方法产生线性啁啾调频的高频微波信号可以绕开传统电子学中的“电子瓶颈”,有效地解决电子学途径难以产生高频微波信号的难题,并且获得很大的脉冲压缩比。本文对基于级联啁啾光纤Bragg光栅的啁啾脉冲信号的产生及其性能进行研究分析,对原有系统中啁啾光纤Bragg光栅的反射率进行改进,提出了在低反射率和高反射率两种极端情况下产生线性啁啾脉冲信号。在低反射率情况下,系统产生衬比度为1的正弦线性啁啾脉冲信号。通过MATLAB软件进行仿真分析,获得了瞬时频率范围为27.63-11.84 GHz,脉冲宽度为1.24 ns的线性啁啾脉冲信号,其脉冲压缩比为98.04。并针对产生信号的脉冲宽度窄的不足,提出将多个窄脉冲拼接成一个宽脉冲,仿真实验中获得了由两个窄脉冲信号拼接而成宽脉冲信号,其脉冲压缩比为78.96。在高反射率情况下,系统产生梳状线性啁啾脉冲信号。通过MATLAB软件进行仿真分析,获得了脉冲宽度为12.4 ns的梳状线性啁啾脉冲信号,其脉冲压缩比为517.05。梳状线性啁啾脉冲信号无论是脉冲压缩方面的性能还是抗干扰方面的性能均优于正弦线性啁啾脉冲信号。本文中所设计的线性啁啾脉冲信号产生系统除了激光器和光电探测器外只需啁啾光纤Bragg光栅和长光纤,系统造价低廉。而且所产生的信号具有较大的脉冲压缩比的同时还具有一定的抗干扰能力,非常适合应用于未来的现代微波系统中。
【关键词】：脉冲压缩 啁啾脉冲信号产生 频率调制
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN958
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-23
• 1.1 课题的背景、目的和意义9-10
• 1.2 啁啾脉冲信号产生的研究现状及其分析10-20
• 1.2.1 基于拍频的啁啾脉冲信号产生现状10-14
• 1.2.2 基于频谱整形和频时映射的啁啾脉冲信号产生现状14-18
• 1.2.3 基于微波光子滤波器的啁啾脉冲信号产生现状18-19
• 1.2.4 该领域国内外研究现状的分析19-20
• 1.3 本文主要研究内容20-23
• 第2章 脉冲压缩中线性啁啾脉冲信号要求分析23-36
• 2.1 引言23
• 2.2 脉冲压缩技术23-24
• 2.3 脉冲压缩提高微波雷达距离分辨率的分析24-26
• 2.4 线性啁啾脉冲信号的相关性分析26-31
• 2.4.1 线性啁啾脉冲信号的啁啾率对相关性的影响27-28
• 2.4.2 线性啁啾脉冲信号的起始频率对相关性的影响28-29
• 2.4.3 线性啁啾脉冲信号的脉冲宽度对相关性的影响29-30
• 2.4.4 本节总结30-31
• 2.5 线性啁啾脉冲信号的频谱分析31-35
• 2.5.1 线性啁啾脉冲信号的啁啾率对频谱的影响32
• 2.5.2 线性啁啾脉冲信号的起始频率对频谱的影响32-33
• 2.5.3 线性啁啾脉冲信号的脉宽对频谱的影响33-34
• 2.5.4 本节总结34-35
• 2.6 本章总结35-36
• 第3章 正弦线性啁啾脉冲信号产生的理论分析及系统参数选取36-46
• 3.1 引言36
• 3.2 线性啁啾脉冲信号产生的理论分析36-40
• 3.2.1 线性啁啾脉冲信号产生的理论分析36-39
• 3.2.2 低反射率下线性啁啾脉冲信号产生的理论分析39-40
• 3.2.3 本节总结40
• 3.3 线性啁啾脉冲信号产生系统参数的选取40-44
• 3.3.1 线性啁啾脉冲信号产生系统参数的选取40-42
• 3.3.2 啁啾光纤Bragg光栅反射率的选取42-44
• 3.3.3 本节总结44
• 3.4 本章总结44-46
• 第4章 正弦线性啁啾脉冲信号的性能分析46-58
• 4.1 引言46
• 4.2 线性啁啾脉冲信号的参数分析46-47
• 4.3 线性啁啾脉冲信号在强干扰环境下的相关性47-53
• 4.3.1 线性啁啾脉冲信号在高斯白噪声下的相关性47-50
• 4.3.2 线性啁啾脉冲信号在单频干扰信号下的相关性50-53
• 4.3.3 本节总结53
• 4.4 信号产生系统中的非理想因素对信号性能的影响53-57
• 4.4.1 啁啾光纤Bragg光栅制作工艺误差对信号性能的影响研究54-55
• 4.4.2 光源频谱包络和光栅反射率对信号性能的影响研究55-56
• 4.4.3 本节总结56-57
• 4.5 本章总结57-58
• 第5章 宽脉宽及梳状线性啁啾脉冲信号的产生及性能分析58-66
• 5.1 引言58
• 5.2 宽脉冲线性啁啾脉冲信号的系统设计及其分析58-60
• 5.3 梳状线性啁啾脉冲信号的产生及其性能分析60-64
• 5.3.1 梳状啁啾脉冲信号产生的理论分析及系统设计61-62
• 5.3.2 梳状线性啁啾脉冲信号的抗干扰性能分析62-64
• 5.4 本章总结64-66
• 结论66-67
• 参考文献67-72
• 致谢72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 周波;张汉一;郑小平;陈锐;;微波光子学发展动态[J];激光与红外;2006年02期

2 冀贞海;赵巾卫;;微波光子技术在电子对抗中的应用[J];航天电子对抗;2013年06期

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本文编号：858678