光控相控陣列系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、傳統(tǒng)相控陣?yán)走_(dá)雖然具有眾多的技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)性能優(yōu)勢(shì)，但是由于受到陣列孔徑渡越時(shí)間的限制，故它只能在相對(duì)窄的信號(hào)帶寬下工作，從而限制了相控陣?yán)走_(dá)在復(fù)雜環(huán)境中和高性能要求領(lǐng)域的應(yīng)用。而光控相控陣?yán)走_(dá)采用光電子技術(shù)，通過(guò)光延時(shí)方法來(lái)抵消孔徑渡越時(shí)間，使用光波束形成網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)相控陣的波束形成與掃描，所以它具有大瞬時(shí)帶寬掃描工作的能力，甚至能夠工作在超寬帶下；同時(shí)也可以使得相控陣?yán)走_(dá)小型化，以及具有強(qiáng)的抗電磁干擾的能力。因此，光控相控陣?yán)走_(dá)能夠適應(yīng)和

2、滿足現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)雷達(dá)全方位、高性能的發(fā)展要求，成為相控陣?yán)走_(dá)發(fā)展的一個(gè)重要方向。 在光控相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)中，主要是通過(guò)引入光真實(shí)時(shí)延(OTTD)技術(shù)改善普通相控陣?yán)走_(dá)諸多性能，所以光控相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)研究屬于電子學(xué)與光學(xué)相互交叉的綜合性研究領(lǐng)域，同時(shí)也是部件技術(shù)研究與系統(tǒng)性能研究緊密結(jié)合的系統(tǒng)性研究課題。由于采用光電子技術(shù)，須先將雷達(dá)信號(hào)經(jīng)過(guò)激光器或調(diào)制器完成電光變換后，由光纖傳輸，再經(jīng)過(guò)OTTD單元，并在光探測(cè)器中完成光電變換，在整

3、個(gè)光傳輸和分配過(guò)程中，雷達(dá)信號(hào)必將受到來(lái)自光路噪聲或干擾的進(jìn)一步污染，從而產(chǎn)生某些畸變和失真，結(jié)果必然對(duì)陣列系統(tǒng)的性能指標(biāo)、方向特性和陣列系統(tǒng)的信號(hào)處理產(chǎn)生影響。 本文立足于光控相控陣實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研制，在國(guó)內(nèi)首次系統(tǒng)地對(duì)光控相控陣列系統(tǒng)與理論及其涉及的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，取得的主要成果和創(chuàng)新性體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面： (1)、建立了光控相控陣列的矢量數(shù)值仿真模型，理論分析了影響陣列瞬時(shí)帶寬的因素，并對(duì)波束展寬與帶寬的關(guān)系進(jìn)行了

4、研究。 (2)、提出了基于偏移和旁瓣電平相結(jié)合的陣列子陣劃分方法。 (3)、研究了光路傳輸特性及其一致性、噪聲特性和非線性特性對(duì)陣列方向圖與系統(tǒng)脈沖壓縮性能的影響。 (4)、建立了光開(kāi)關(guān)時(shí)延網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)模型，并研究了開(kāi)關(guān)延時(shí)網(wǎng)絡(luò)對(duì)陣列方向圖與系統(tǒng)脈沖壓縮性能的影響。 (5)、分析了光控陣列系統(tǒng)的噪聲和動(dòng)態(tài)范圍性能，并提出了光控相控陣列收發(fā)共用OTTD單元的六種系統(tǒng)構(gòu)成結(jié)構(gòu)。 此外，本文在總結(jié)相控陣?yán)?/p>