光控相控阵雷达中光子射频移相器的研究

摘要

光子射频移相器是光控相控阵雷达系统以及智能天线中的关键器件，其作用是实现波束形成。传统电移相器由于带宽小、损耗大、调谐速度慢等因素，无法满足未来相控阵雷达需求。而光子射频移相器利用光子学方法实现射频信号的移相，具有体积小、重量轻、抗电磁干扰、大带宽等优势。本论文重点研究微波光子学领域中的光子射频移相技术。 （1）本文首先阐述光控相控阵天线工作原理，并对比分析了光子射频移相器的各种实现方法。在此基础上，提出了基于偏振控制的光子射频移相器方案。该方案使用双平行马赫增德尔调制器（DPMZM）实现抑制载波单边带调制（CS-SSB），通过改变偏振控制器（PC）的旋转角度实现射频（RF）信号相位0°到360°变化。该方案不使用光学滤波器，具有相位快速调谐、输出信号相位波动小的特点。 （2）同时，论文提出了一种基于双偏振正交相移键控（DP-QPSK）调制器的相位可调、二倍频毫米波生成方案。DP-QPSK调制器包括两个DPMZM，在RF信号的驱动下，顶部DPMZM产生处于X偏振态的负一阶边带，底部DPMZM产生处于Y偏振态的正一阶边带。通过改变PC的角度实现RF信号的全相位调谐。结果表明，该方案在未使用光学滤波器情况下，产生0°到360°连续可调的二倍频RF信号，具有输出信号波动小、调谐快速、带宽大等优点。

目录

声明

第一章 绪论

1.1研究背景

1.2相控阵雷达概述

1.3国内外研究现状

1.4论文主要工作安排

第二章 光控相控阵雷达中的关键技术

2.1光控相控阵技术原理

2.2光子射频移相技术

2.3本章小结

第三章 基于偏振调制的光子射频移相器

3.1偏振调制技术

3.2基于DPMZM调制器的光子射频移相器实现方案

3.3本章小结

第四章 基于DP-QPSK调制器的相位可调的二倍频毫米波生成方案

4.1光生毫米波技术

4.2系统结构及原理分析

4.3系统仿真及结果分析

4.4本章小结

第五章 总结与展望

5.1主要工作总结

5.2工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间的学术成果