基于微波光子技術(shù)的微波信號(hào)參數(shù)測(cè)量.pdf

1、在雷達(dá)應(yīng)用和電子戰(zhàn)領(lǐng)域，復(fù)雜的電磁場(chǎng)環(huán)境使得雷達(dá)接收機(jī)處理信號(hào)難度增加，對(duì)微波信號(hào)的參數(shù)測(cè)量在現(xiàn)代防御系統(tǒng)和電子情報(bào)系統(tǒng)都是一項(xiàng)非常重要的任務(wù)。但是，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展和武器裝備的不斷升級(jí)，微波信號(hào)覆蓋的頻段越來(lái)越大，由于傳統(tǒng)的電子技術(shù)受電子瓶頸的限制，處理大帶寬微波信號(hào)有一定難度。這時(shí)一門(mén)新的學(xué)科——微波光子學(xué)隨之誕生，微波光子學(xué)是結(jié)合微波和光學(xué)產(chǎn)生的新領(lǐng)域，微波光子學(xué)技術(shù)由于其寬帶寬、低損耗和強(qiáng)抗電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)成為對(duì)微波信號(hào)處理

2、的關(guān)鍵技術(shù)。近年來(lái)，隨著微波光子技術(shù)的快速發(fā)展，微波光子信號(hào)處理技術(shù)也引起研究學(xué)者們非常濃厚的興趣，并且逐漸成為研究的熱點(diǎn)。
　　本文首先論述了微波光子技術(shù)的研究背景和國(guó)內(nèi)外目前的研究現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)研究了微波光子信號(hào)處理技術(shù)，建立了基于微波光子鏈路的電子戰(zhàn)接收機(jī)模型，并且對(duì)該電子戰(zhàn)接收機(jī)所涉及到的一些關(guān)鍵光學(xué)器件的特性和工作原理進(jìn)行了相關(guān)研究。其次，針對(duì)電域中超寬帶信號(hào)處理的瓶頸限制，特別提出結(jié)合光電技術(shù)的光壓縮采樣測(cè)頻技術(shù)

3、。一種方法是利用超窄光脈沖的頻譜是能量均衡的梳狀脈沖特性對(duì)微波信號(hào)進(jìn)行采樣，然后將原微波信號(hào)下變頻到遠(yuǎn)低于奈奎斯特采樣頻率的某個(gè)區(qū)間上；另一種方法是一種基于光時(shí)域拉伸和壓縮感知的光壓縮采樣測(cè)頻系統(tǒng)對(duì)信號(hào)頻域?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)量，該系統(tǒng)前端光時(shí)域拉伸系統(tǒng)利用超短高斯光脈沖在經(jīng)過(guò)單模色散光纖傳輸后，由于光纖群速度延遲效應(yīng)對(duì)窄脈沖的拉伸作用，在光域減慢輸入高速微波信號(hào)，有效降低信號(hào)采樣帶寬，后端利用壓縮感知技術(shù)對(duì)減速后的信號(hào)在電域進(jìn)行二次壓縮，從而大

4、大減小模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣頻率，接著利用獲得的欠采樣數(shù)據(jù)通過(guò)壓縮感知重構(gòu)算法對(duì)微波信號(hào)頻譜實(shí)現(xiàn)重構(gòu)，對(duì)信號(hào)頻率實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)量。然后，對(duì)上述所提兩種方法分別進(jìn)行原理論述、仿真驗(yàn)證和結(jié)果分析，驗(yàn)證系統(tǒng)的可行性。最后，提出了基于微波光子信號(hào)處理技術(shù)對(duì)微波信號(hào)關(guān)鍵參數(shù)到達(dá)時(shí)差和到達(dá)角的測(cè)量方法，主要通過(guò)測(cè)量接收的微波信號(hào)的相位差來(lái)進(jìn)一步做波達(dá)方向估計(jì)，并對(duì)所提系統(tǒng)進(jìn)行理論分析、仿真驗(yàn)證和改進(jìn)，在改進(jìn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上提出一種可以實(shí)現(xiàn)多角測(cè)量和測(cè)頻一體化系統(tǒng)