一种分布式、光传输波控系统设计

摘要

本论文以大型二维相控阵雷达为背景，以一个包含了6336（72*88）个有源单元的天线阵面为研究对象，该天线阵面包含 TR组件数量多，属于典型的大型相控阵雷达。该天线阵面对波束控制系统控制性能要求高，传统集中式波束控制系统设计方法已不能满足其控制需求，本文提出了一种分布式、高速光纤传输波束控制系统设计方法，并对系统中各电路单元硬件设计及关键软件流程进行了详细设计，最后通过对系统及系统内各模块的性能分析，得出分布式、光传输波束控制系统设计具有良好的实际效果。
　　本文首先介绍了国内外相控阵雷达发展历程及发展现状、波束控制系统在相控阵雷达中的主要功能、发展现状及当前主流设计思想，分布式设计方法是当前大型二维相控阵雷达波束控制系统的主流设计方法。介绍了波束控制系统的基本工作原理与光纤传输的基本原理，分析了将光纤传输应用于波束控制系统设计中的各项优点。本文以一个具体的雷达波束控制系统设计为研究对象，通过对系统指标的详细分析，确定了设计思路，既采用分布式与光传输的设计方案。根据天线阵面辐射单元数量及其物理排布特点对子阵划分、波束控制系统级数确定、波束控制系统各级电路单元数量及系统内各电路模块硬件设计及关键软件流程进行了详细设计，并根据调试、测试情况提出了进一步优化波控系统性能的设计方法，为下一步的工作提供了思路。通过对系统及系统内各模块的实际工作性能测试得出结论，分布式、光传输波束控制系统较大幅度的提升了波束控制系统的系统响应时间，在时序信号抖动性、同步性方面较传统的波束控制系统设计方式有明显优势，同时该系统具有较好的扩展性，在天线阵面组件数量规模扩大时，进行积木式扩展便可实现更大规模的天线阵面控制，是一种较为先进的大型二维相控阵雷达波束控制系统。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景及其意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本论文的研究内容、目的和意义

1.4小结

第二章 波束控制系统特性及光传输技术研究

2.1相控阵雷达天线波束控制系统的基本原理

2.2光纤传输的基本原理

2.3小结

第三章 分布式、光传输波控系统设计

3.1 波束控制系统功能介绍

3.2 波束控制系统设计分析

3.3 系统方案设计

3.4小结

第四章 系统模块设计及实现

4.1 系统模块硬件设计及实现

4.2 系统关键软件设计

4.3小结

第五章 系统实现及性能分析

5.1 光纤传输性能分析

5.2 系统响应时间分析

5.3 时序信号抖动分析

5.4 性能优化

5.5小结

第六章 结论

致谢

参考文献