【摘 要】
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线性调频信号在雷达系统中广泛使用,越来越多的科研人员开始研究寻求宽带的线性调频信号的产生方法。目前基于电子技术产生线性调频信号的方法,因有限的采样率,产生的信号频
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线性调频信号在雷达系统中广泛使用,越来越多的科研人员开始研究寻求宽带的线性调频信号的产生方法。目前基于电子技术产生线性调频信号的方法,因有限的采样率,产生的信号频率较低、带宽较小。而采用光子技术产生的线性调频信号不受以上的限制,为解决电子瓶颈问题提供了新的方向。采用微波光子技术产生线性调频信号具有带宽大、相位噪声低、易于调谐、抗电磁干扰等优点。本文的研究方向为基于微波光子倍频技术线性调频信号生成研究,使用低载频、小带宽的线性调频信号生成性能优越的高频信号。主要研究内容如下:(1)阐述了线性调频信号的研究意义、数学特征,介绍了目前微波光子生成线性调频信号的几种方法以及国内外研究机构对线性调频信号生成的研究现状。(2)介绍了微波光子线性调频生成技术中的核心器件之一-电光调制器,着重对调制原理进行了介绍,对常用的双驱动马赫曾德尔调制器(DDMZM)、强度调制器(IM)、双平行马赫曾德尔调制器(DPMZM)、双偏振二进制相移键控(DP-BPSK)调制器四种调制器进行了理论推导分析,介绍了光电探测器和倍频性能指标,并对目前几种多倍频微波信号的研究方案进行了简单的阐述。(3)提出了基于DP-BPSK调制器的四倍频和八倍频研究方案,两种方案均没有使用电或光滤波器和电移相器,通过调制器直流偏置选择、调制系数设置、偏振复用和起偏器角度来消除杂散边带,简化链路。通过仿真分析,具有较好的电谐波抑制比,生成了中心频率18GHz,带宽4GHz和中心频率36GHz,带宽8GHz的线性调频信号,系统可调谐性良好。(4)基于DPMZM提出了两种倍频研究方案,分别是基于DPMZM产生四倍频微波信号和基于级联DPMZM产生八倍频微波信号,两种方案工作状态设置相同,均是子调制器工作在最小传输点,主调制器工作在正交偏置点,此搭配方式可用目前商用的偏置点控制器进行操作,操作简单,稳定性高。通过仿真验证,生成了中心频率18GHz,带宽4GHz和中心频率36GHz,带宽8GHz的线性调频信号,并搭建了实验链路验证四倍频方案的可行性,实验结果显示,采用3GHz的射频信号驱动DPMZM后,输出了12GHz的电信号,实现了四倍频。
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