寬帶相控陣?yán)走_(dá)波束控制技術(shù)研究.pdf

1、寬帶寬角工作是現(xiàn)代相控陣?yán)走_(dá)的發(fā)展方向，而基于移相器的寬帶相控陣?yán)走_(dá)在進(jìn)行寬角掃描時，由于渡越時間、孔徑效應(yīng)的影響，使得收發(fā)信號不能有效地同相合成，難以實現(xiàn)期望的波束形成和波束指向控制。
　　在數(shù)字基帶用數(shù)字延時技術(shù)，或在射頻用光纖延遲線，取代傳統(tǒng)相控陣?yán)走_(dá)的移相器，是相控陣?yán)走_(dá)實現(xiàn)寬帶寬角掃描的兩種有效手段，易于實現(xiàn)寬帶相控陣?yán)走_(dá)的波束形成和波束指向控制。
　　光控相控陣?yán)走_(dá)是將光實時延遲、光纖傳輸技術(shù)應(yīng)用到相控陣中，在子

2、陣上采用光實時延時線可以減小渡越時間、孔徑效應(yīng)的影響，使傳統(tǒng)相控陣?yán)走_(dá)實現(xiàn)寬帶寬角掃描的難題得以解決。而光纖傳輸鏈路分配靈活、重量輕、體積??；抗電磁干擾；光纖的帶寬很大、衰減很小，便于雷達(dá)信號的遠(yuǎn)程傳輸。
　　數(shù)字陣列雷達(dá)是一種收、發(fā)都采用數(shù)字技術(shù)的全數(shù)字化相控陣?yán)走_(dá)，能夠在數(shù)字域?qū)崿F(xiàn)幅相加權(quán)，并通過基帶數(shù)字延時實現(xiàn)波束指向控制，數(shù)字陣?yán)走_(dá)容易實現(xiàn)低旁瓣、多波束多目標(biāo)處理、自適應(yīng)抗干擾、寬帶寬角掃描等功能，當(dāng)數(shù)字陣列雷達(dá)的發(fā)射信號

3、和接收信號采用寬帶信號時，稱為寬帶數(shù)字陣列雷達(dá)。
　　本論文研究工作針對光控相控陣?yán)走_(dá)、寬帶數(shù)字陣?yán)走_(dá)波束指向控制技術(shù)展開，在光控相控陣?yán)走_(dá)的構(gòu)架、OTTD的設(shè)計與實現(xiàn)、寬帶數(shù)字陣?yán)走_(dá)T/R組件以及數(shù)字均衡和數(shù)字延時算法實現(xiàn)等方面進(jìn)行了深入的研究。本文主要工作和貢獻(xiàn)如下：
　　1、研究了L波段光控相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)。設(shè)計了L波段光控相控陣?yán)走_(dá)方案，給出了其數(shù)學(xué)模型，分析了光控相控陣對孔徑效應(yīng)的改善；在國內(nèi)首次設(shè)計實現(xiàn)了 L波段基

4、于磁光開關(guān)的OTTD，并在國內(nèi)首次用外場試驗證明了光控相控陣?yán)走_(dá)寬帶寬角工作是有效可行的。
　　2、研究了毫米波光控相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)。在前人工作基礎(chǔ)上，完善了基于可調(diào)諧激光器和光子晶體光纖的色散延時毫米波光控相控陣完整方案；提出了基于中頻延時和中頻移相的毫米波光控相控陣實現(xiàn)方案，仿真試驗證明了提出方法的有效性。
　　3、研究了串饋型光控相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)。優(yōu)化了基于可調(diào)諧激光器和布拉格光柵的串饋型光控相控陣?yán)走_(dá)實現(xiàn)方法。建立了串饋

5、型光控相控陣?yán)走_(dá)分別工作在發(fā)射模式和接收模式的數(shù)學(xué)模型，仿真結(jié)果表明串饋型光控相控陣?yán)走_(dá)易于實現(xiàn)相控陣?yán)走_(dá)的寬帶寬角掃描。
　　4、研究了寬帶數(shù)字陣通道均衡理論及高效實現(xiàn)方法。研究了通道均衡的頻域算法，討論并仿真分析了影響通道均衡效果的主要因素，提出了一種在FPGA中實現(xiàn)寬帶均衡與DDC融合的高效實現(xiàn)方法，仿真和硬件測試結(jié)果證明了這種結(jié)構(gòu)的有效性。
　　5、研究了寬帶數(shù)字陣?yán)走_(dá)中的T/R組件及波形產(chǎn)生。運用 DDWS技術(shù)產(chǎn)生