基于光纤链路传输的远程超宽带混沌成像雷达

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1、III基于光纤链路传输的远程超宽带混沌成像雷达摘要超宽带(UWB)雷达具有距离分辨率高、穿透性好、抗干扰能力强等特点，已被广泛应用于精确定位、目标跟踪、成像和识别等。传统超宽带雷达通过无线或者电缆传输信号，能量损耗较大，传输距离一般在几米或几十米，严重限制了雷达的作用距离。为了扩大雷达信号的覆盖范围，将微波光子技术与超宽带雷达相结合，利用具有低损耗、高带宽特性的光纤作为超宽带雷达信号的传输介质，实现信号的远距离传输和目标的精确探测，为雪山、孤岛和存储燃料仓等恶劣环境中的目标探测提供一种新的技术方法。本文围

2、绕基于光纤链路传输的远程超宽带混沌成像雷达展开研究，主要研究工作包括：1.通过对比超宽带混沌信号的产生方式，选用最具前景的Colpitts振荡电路作为超宽带混沌信号源，对其进行了数值仿真和实验研究，分析了该电路产生的超宽带混沌信号的相关特性和模糊函数等。2.提出一种基于光纤链路传输的远程超宽带混沌成像雷达系统，包括中心站、光纤传输链路和基站三部分。中心站实现对UWB混沌信号的产生和处理，光纤传输链路负责信号在中心站和基站之间的传输，基站实现对目标的探测。中心站、基站和光纤传输链路的接口处需进行光电转换。3

3、.仿真验证了远程超宽带混沌成像雷达系统的可行性。通过研究光纤III对信号传输的影响，建立光纤传输理论模型，分析了混沌信号传输前后的时序和频谱特性；建立了自由空间目标成像的仿真模型，通过比较混沌信号经光纤传输前对空间目标的成像结果，证明了光纤传输对雷达系统成像性能的影响非常小。4.实验搭建了远程超宽带混沌成像雷达系统，实现了对静止单、双目标的一维测距、二维成像以及动目标运动轨迹的跟踪记录，距离分辨率和方位分辨率分别为6cm和8cm。讨论了混沌信号在雷达系统和空间中的传输特性、光纤传输距离与混沌信号的相关特性

4、和峰值旁瓣水平的关系、以及数据采集带宽对距离分辨率的影响等问题。关键词：超宽带混沌雷达，微波光子技术，远程成像，相关算法，Colpitts振荡器IVULTRA-WIDEBANDREMOTECHAOTICIMAGINGRADAROVERFIBERLINKSABSTRACTUltra-wideband(UWB)radarischaracterizedwithhighrangeresolution,goodpenetratingabilityandstronganti-interferenceability,w

5、hichhasbeenwidelyappliedinmanyfieldssuchastheaccuratepositioning,targettracking,imaging,detectionandsoon.TraditionalUWBradartransmitssignalbyradioorcable,whichishigherinenergyloss.Andthetransmissiondistanceislimitedinafewordozensofmeters,whichseverelylimi

6、tstherangeofradar.Toenlargetherangeofradarsignal,thispaperproposesthemethodofmicrowavephotonictechnologycombinedwithultra-widebandradartorealizetheobjectiveofsignalremotetransmissionandprecisedetectionbyusingtheopticalfiberwithlowlossandhighbandwidthasthe

7、transmissionmedium.Itprovidesanewtechnicalmethodtodetecttargetinhostileenvironmentsuchassnow-cappedmountain,isolatedisland,fuelstoragewarehouseandsoon.Thispaperstudiesremoteimagingradarsystembasedonultra-widebandchaoticsignalgenerationandradiooverfiber.Th

8、emainresearchincludes:1.Bycomparingthegenerationwaysofultra-widebandchaoticsignal,weselectColpittsoscillatorcircuit,whichhasbroadprospects,astheultra-widebandchaoticsignalsource.AndbyconductingnumericalsimulationVan