【摘 要】
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随着电磁环境的日益复杂化,雷达逐渐趋向于大带宽、多功能、多波段、小型化等多方向综合发展。传统电域生成雷达信号技术受电子速率的限制,逐渐出现发展瓶颈,无法满足现代雷达系统需求。微波光子学技术整合了微波技术与光子学技术二者优势,具有高频段、大带宽、不受电磁干扰等优点。基于微波光子的脉冲压缩技术可以生成大时宽带宽积雷达信号,是雷达信号生成的关键技术之一。但当前生成的脉冲压缩信号波段数量和功能较为单一,同
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随着电磁环境的日益复杂化,雷达逐渐趋向于大带宽、多功能、多波段、小型化等多方向综合发展。传统电域生成雷达信号技术受电子速率的限制,逐渐出现发展瓶颈,无法满足现代雷达系统需求。微波光子学技术整合了微波技术与光子学技术二者优势,具有高频段、大带宽、不受电磁干扰等优点。基于微波光子的脉冲压缩技术可以生成大时宽带宽积雷达信号,是雷达信号生成的关键技术之一。但当前生成的脉冲压缩信号波段数量和功能较为单一,同时传统的微波光子雷达系统是基于分立光学元件的,因此系统体积庞大,可靠性低。针对以上问题,本文深入研究了基于微波光子生成多波段多功能脉冲压缩信号技术,提出了三种脉冲压缩信号生成方案,对方案进行了详细的理论分析和仿真验证,并对方案进行光子集成可行性研究。主要研究内容如下:1、介绍微波光子学和现代雷达系统发展,阐述了多波段相位编码信号生成技术、多波段线性调频信号生成技术以及光子集成技术的研究现状,对脉冲压缩技术和论文中使用的关键器件进行详细的研究。2、提出一种基于DP-QPSK调制器的多功能线性调频信号生成方案。该方案通过调整DP-QPSK调制器上臂DPMZM的主调,可以生成上啁啾、下啁啾或双啁啾线性调频信号。方案具有良好的灵活性,频率可调,啁啾形式可变。在仿真中生成了11GHz到12GHz的上啁啾线性调频信号、8GHz到9GHz的下啁啾线性调频信号以及8GHz到9GHz,11GHz到12GHz的双啁啾线性调频信号。同时还在Opt Sim光子集成仿真软件中验证了方案可以进行系统性光子集成。3、提出一种基于DP-QPSK的多波段线性调频信号的生成方案。该方案可以生成四波段线性调频信号或者双波段线性调频信号。仿真生成了中心频率分别为1.5GHz、4.5GHz、6.5GHz以及9.5GHz,带宽分别为1GHz的四波段线性调频信号以及中心频率分别为3GHz和8GHz,带宽分别为2GHz的双波段线性调频信号。同时还在Opt Sim光子集成仿真软件中验证了方案可以进行系统性光子集成。4、提出一种基于DP-QPSK调制器的三波段相位编码信号生成方案。在仿真中生成了中心频率为5GHz、10GHz和15GHz的相位编码信号以及中心频率为8GHz、16GHz和24GHz的相位编码信号,从而实现了三波段相位编码信号的生成。该方案频率可调,结构简单,在多波段雷达中具有广泛的应用前景。同时还在Opt Sim光子集成仿真软件中验证了方案可以进行系统性光子集成。
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