微波光子技术相控阵雷达天线现场校准系统

发布时间：2020-02-22 22:59

【摘要】：研究了基于微波光子技术的相控阵雷达天线现场校准技术。介绍了微波光子技术进行相控阵天线现场校准的基本原理,通过利用架设在相控阵天线阵面上的光学探针中的电光晶体的泡克尔斯效应,使得自探针反射的光学信号携带有天线单元的近场辐射信息,在将其进行光电转换后采用外差相干检测的方法来获得信号中所携带的天线单元的幅相信息,便可实现对天线阵面天线单元辐射场信息的快速检测,实验验证系统的电场幅度和相位测量精度可以分别达到0.3 d B和2°,同时该方法对被测天线单元具有侵入性低、抗干扰能力强、体积小等优点,满足相控阵天线现场校准的实际需要,具有很强的工程实用价值。
【图文】：

信号处理技术来获取被测电场的幅相信息,该技术具有对被测场的干扰孝空间分辨力高、不受外界环境的电磁干扰、工作带宽大等诸多优势。在参考文献[13]中笔者提出了一种基于光子技术的相控阵天线校准方法，该方法可实现对天线阵面幅度和相移较高精度的精确校准，但是其系统较复杂，同时电信号的杂谱较多，导致测量校准的动态范围有限。文中提出一种结构更加紧凑的基于微波光子技术的相控阵雷达天线现场发射校准系统，图1所示为该现场校准方法的系统组成原理图，其主要包括光学探针阵列、信号处理系统两大部分。其中光图1基于微波光子技术的相控阵天线现场校准系统组成原理图Fig.1Schematicdiagramofin-situcalibrationsystemofphasedarrayradarantennabasedonmicrowavephotonictechnology

绐秸胝罅蟹瓷浠乩吹墓庋绠藕沤鈉?解调、放大和信号处理，以获得被测天线单元的电场辐射信息。光学探针采用基于电光效应的场测量技术，电光晶体在外电场的作用下其折射率特性发生改变，进而改变传输光的偏振态，通过检偏器件将传输光偏振态的变化转变为光强的变化，图2所示为光学探针的基本组成示意图。其主要由准直透镜、起偏器、λ/8波片、电光晶体以及高反射介质片组成,通过将这些光学元件集成在小的玻璃细管中,便可对天线单元的辐射场进行高分辨率的电场测量。图2光学探针光路原理图Fig.2Schematicdiagramoflightpathofopticalprobe其工作原理为当入射光经过起偏器P1后的琼斯矩阵表示为[E0，，0]，则沿图2中的路径依次经过光学元件并经过反射原路返回后的光束的琼斯矩阵可表示为：ExEy′′=100′′0cosπ81-itanπ8cos2θ-itanπ8sin2θ-itanπ8sin2θ1+itanπ8cos2θ′′′′′′′′′′′′′′′′′′′′′′′′·cosδ21-itanδ2cos2θ′-itanδ2sin2θ′-itanδ2sin2θ′1+itanδ2cos2θ′′′′′′′′′′′′′′′′′′′′′′′′′·cosδ21-itanδ2cos2θ′-itanδ2sin2θ′-itanδ2sin2θ′1+itanδ2cos2θ′′′′′′′′′′′′′′′′′′′′′′′′′·cosπ81-itanπ8cos2θ-itanπ8sin2θ-itanπ8sin2θ1+itanπ8cos2θ′

【参考文献】

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本文编号：2582010