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基于雷达目标模拟的数控光纤延迟系统作为雷达研究实验平台有以下优点:时间带宽积大、带宽宽、损耗低、抗干扰性强、保密性好、体积小、重量轻、性价比高等优点,因此基于雷达目标模拟的光纤延迟设备在雷达、电子战等微波信号处理系统中得到了广泛的应用。但是现有的光纤延迟线延迟时间短,一般集中在几十纳秒到几百微秒之间,且延迟时间大多是固定单一的,每一个光纤延迟线只能满足特定的应用,极大的限制了光纤延迟线的应用范围。研制具有频段高、长时间延时、高速切换、延迟时间可控等特点的光纤延迟系统已是雷达目标信号模拟的研究热点。
本文研究了对设计基于雷达目标模拟的数控光纤延迟系统中所涉及的基本理论、关键参数和光学非线性等相关知识展开研究。在理论分析和数值计算的基础上设计和制作了相关的控制电路,研制出了用于辅助雷达研究、测试、校准的数控光纤延迟系统。主要内容包括:⑴详细研究了与数控光纤延迟系统相关的理论,利用Optisystem光学软件进行系统仿真以及相关的数值计算。重点研究了本系统的总体损耗、切换时间、系统总噪声以及色散等参数。⑵采用M-Z外调制器实现了高频段的光调制,计算分析了M-Z外调制器的信号特点,解决了M-Z外调制器平衡点不易控制的技术难题。⑶基于理论分析和数值计算,成功研制成了17bit的基于雷达目标模拟的数控光纤延迟系统,系统具有延迟时间可控,以2米为步进连续延迟,切换时间小于15微秒,最小延迟时间为10纳秒,最长延时为1293236纳秒的性能。