基于微波光子技術(shù)的微波信號參數(shù)測量.pdf

1、在雷達(dá)應(yīng)用和電子戰(zhàn)領(lǐng)域，復(fù)雜的電磁場環(huán)境使得雷達(dá)接收機(jī)處理信號難度增加，對微波信號的參數(shù)測量在現(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，微波信號覆蓋的頻段越來越大，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有一定難度。這時一門新的學(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)成為對微波信號處理

2、的關(guān)鍵技術(shù)。近年來，隨著微波光子技術(shù)的快速發(fā)展，微波光子信號處理技術(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，針對電域中超寬帶信號處理的瓶頸限制，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微波信號進(jìn)行采樣，然后將原微波信號下變頻到遠(yuǎn)低于奈奎斯特采樣頻率的某個區(qū)間上；另一種方法是一種基于光時域拉伸和壓縮感知的光壓縮采樣測頻系統(tǒng)對信號頻域?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確測量，該系統(tǒng)前端光時域拉伸系統(tǒng)利用超短高斯光脈沖在經(jīng)過單模色散光纖傳輸后，由于光纖群速度延遲效應(yīng)對窄脈沖的拉伸作用，在光域減慢輸入高速微波信號，有效降低信號采樣帶寬，后端利用壓縮感知技術(shù)對減速后的信號在電域進(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)通過壓縮感知重構(gòu)算法對微波信號頻譜實(shí)現(xiàn)重構(gòu)，對信號頻率實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測量。然后，對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處理技術(shù)對微波信號關(guān)鍵參數(shù)到達(dá)時差和到達(dá)角的測量方法，主要通過測量接收的微波信號的相位差來進(jìn)一步做波達(dá)方向估計(jì)，并對所提系統(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)多角測量和測頻一體化系統(tǒng)