基于色散光纤棱镜的光控波束形成及温度特性研究

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1、乂蓮键大達ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩ歴破±享恆巧又ＭＡＳＴＥ民八ＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ基于色散光纤棱镜的光控波束形成及温度特性研究工璋领域：＿＿作者姓名＿指导教师￣答辩日期１＾５＾＾１１１专业硕±学位论文基于色散光纤棱镜的光控波束形成及温度特性研究Ｓｔｕｄｏｎｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｏｐｔｉｃａｌｂｅａｍｂａｓｅｄｏｎｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｏｐｔｉｃａｌｙｆｉｂｅｒｒｉｓｍａｎｄｉｔｓｔｅｍｐ

2、ｅｒａｔｕｒｅｃｈａｒａｃ化ｒｉｓｔｉｃｓｐ：赵嘉耀作者姓名学科、专业：光学工程３１４０２００９：学号一指导教师：谷英．２０－－１６０６０８完成日期：乂么巧义乂＃ｌｉｉｖＴｈｎｏｌｏ，ＤａａｎＵｎｅｒｓｉｔｙｏｆｅｃｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果，除文中己经注明引用内容和致谢的地方外，。尽我所知、本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途

3、使用过的成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：繳細ｉ獻Ｍ知據稳隹擊〇赵泰緣日名／＾：作者签《：期年店月日大连理工大学专业硕±学位论文摘要随着科学技术的巧猛发展，为了满足人们对于雷达技术要求的不断提升，有关相控阵天线的相关技术应运而生。相控阵天线可Ｗ通过对系统中各不同的天线阵元之间微波信号的相位延时的变化情况进行相应的控制，从而实现波束的形成与扫描工作，因而其拥有着无物理运动转向、波束指向范

4、围精准并且灵活度较高的优点。然而目前在宽带相控阵天线中通常会使用电移相器控制微波信号的相移，但是传统的微波移相器会使信号的瞬时带宽受到孔径效应的限制，从而对相控阵天线系统的性能产生影响，因此利用实一一时延技术实现相控阵天线系统就成为解决这难题的有效手段之。利用微波光子实时延技术实现的光控相控阵天线与传统的相控阵天线系统相比其信号损耗较低，工作带宽范围大，生存能力强，保密性能也更优秀，因此基于微波光子技术的可调光延时线己经成为相关问题研巧的热点方向。目前已被国外广泛报道的各类光延时线结构主要由有普通光纤延时结

5、构、色散光纤真延时结构、微环滤波器延时结构、空间光栅延时结构Ｗ及利用布拉格光栅和调嗽光栅等光纤光栅的延时结构，而国内的相关研究则起步较晚，且尚在发展阶段一。因此本文在此基础之上，设计了种基于色散光纤棱镜的光相控阵天线波束形成系统，并详细介绍了其系统结构及工作原理，同时对基于色散光纤棱镜的光延时线温度特性进行了理论介绍与分析一。这结构的光相巧阵天线对于光纤切割精度的要求较低，同时系统中采用的光学元件及各类器件的数目较少，避免了光开关的使用，能够在显著降低成本的同时极大的提升系统工作精度和工作性能。为了对基于色散光

6、纤棱镜的光相控阵天线系统波束成系统的性能与可行性进行具体分析，我们对系统的各项参ｔ数进行了计算并使用了Ｏｐｉｓｙｓｔｅｍ软件对系统链路进行仿真设计，同时通过使用ＭＡＴＬＡＢ软件对系统的波束指向角度进行计算，验证了根据相应的系统参数设汁，Ｋａ°频段下的基于色散光纤棱镜的光相控阵天线系统可Ｗ±３０的波束指向范围内稳定工作，°同时得到了由于Ｉｎｍ的波长抖动所引起的波束指向角度偏移大约为１．９２。最后在实验部分，我们简单介绍了在实验中使用的矢量网络分析仪的工作原理Ｗ及系统误差校准的相关知识－。并通过使用矢量网络分

7、析仪对不同光纤信道中传输信号的相位频率曲线进行测试，并进行了相关计算，从而对温度变化对于光相拉阵天线系统波束指向合成的影响进行了实验研巧，最终可Ｗ得到由于ｒｃ的温度变化所引起的不同通道间延时差值最化６３Ｋ一ｓ，ａ大为ｐ并旦在频段下可１＾通过调相设置个中也温度使基于色散光纤棱镜的°’３５光相控阵天线系统可在波束指向偏移±．的允许范围内，在±７．５Ｃ的温度范围内正常工作。关键词：相控阵天线光延时线色散光巧棱镜波宋形成温度特性；；；；－－Ｉ基于色散光纤棱镜的光控波束形成及温度特性研巧Ｓｔｕｄｏｎｔｈ

8、ｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｏｔｉｃａｌｂｅａｍｂａｓｅｄｏｎｄｉｓｅｒｓｉｏｎｏｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｙｐｐｐｐｒｉｓｍａｎｄｉｔｓ化ｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓＡｂｓ