色散光纤在X波段光控相控阵雷达技术中的应用.pdf

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1、2012年4月舰船电子对抗Apr．2012第35卷第2期SHIPB0ARDELECTR0NICC0UNTERMEASUREVo1．35NO．2色散光纤在X波段光控相控阵雷达技术中的应用江友平，梁晶(船舶重工集团公司723所，扬州225001)摘要：介绍了色散光纤在x波段雷达信号的光控相控阵中的应用——光纤延迟线，建立了光控相控阵雷达通信系统的模型，采用外调制的方法把微波雷达信号调制到光信号上，运用光学软件Optiwave来建立光控相控阵雷达的仿真系统。其结果可以为色散光纤在X波段光控相控阵雷达技术中的应用提供参

2、考。关键词：相控阵雷达；色散光纤；光纤延迟线中图分类号：TN958．92文献标识码：A文章编号：CN32—1413(2012)02—0047—03ApplicationofDispersionOpticalFibertoX-BandOptical—controlledPhasedArrayRadarTechniquesJIANGYou—ping，LIANGJing(The723InstituteofCSIC，Yangzhou225001，China)Abstract：Thispaperintroducesthe

3、applicationofdispersionopticalfibertooptical—controlledphasedarrayradarinX—bandradarsignals——opticalfiberdelayline，establishesthemodelofcommunicationsystemofoptical—controlledphasedarrayradar，adoptstheexternalmodulationtomodulatethemicrowaveradarsignalstothe

4、opticalsignals，usestheopticalsoftwareOptiwavetoestablishthesimulationsystemofoptical—controlledphasedarrayradar．TheresultscanofferthereferencefortheapplicationofdispersionopticalfibertoXwavebandoptical—controlledphasedar—-rayradartechnique．Keywords：phasedarr

5、ayradar；dispersionopticalfiber；opticalfiberdelayline散嘲。常用时延差△r来表示光纤色散程度。光纤士O丘分为单模、多模光纤。在单模光纤中传输角频率为为了提高相控阵雷达的抗干扰能力，经常采用W。的光波，它的群速度为]：具有大瞬时信号带宽的信号来提高雷达对目标的分一d／d卢(1)辨力、识别能力和雷达成像问题。为了实现相控阵式中：∞为角频率；口为光波相位常数。雷达的宽带宽角度扫描，采用实时延迟线(TTD)取经过距离L后，时延为：代常规相控阵雷达中的移相器，进行延时补偿

6、L1]。r—L／一Ldfl／dw(2)对r求导有：色散光纤在光纤延迟线信号处理中具有优越的性能。根据需要，光纤延迟线可以被调整到所需要△r一一掣△∞一。△∞(3)c【0o)。的理想延时，并具有小型化、轻柔、带宽大、绝缘性式中：△为谱宽；一d2fl／d。称为群速色散。好、成本低等突出特点]。将△换成波长形式的，对一2P／A求光纤的特性导有：△cu一(一2Pc／a)(4)由于光纤的固有特性，不同频率的信号在光纤△r—L一一2一DLAA(5)中传输同样的距离会产生不同的延时，即光纤色’收稿日期：2011—12一O74

7、8舰船电子对抗第35卷rB—dsin0B／c(8)D一一(2)(6)换算成相位差为：式中：C为真空光速；D为色散参数，单位为ps／B一27rdsinOB／,~o(9)nm·kmE；L为距离；为波长差。式中：C为光速；。为信号中心频率上的波长。2系统分析设计与仿真2．1系统模型的设计在Optiwave软件平台上搭建了频率为10Gbit／s的光纤色散相控阵雷达系统，源激光器中心频率为193．1THz，谱线宽度10MHz，平均发射功率为2mw，频率可调。光纤为色散参数D可调的各种单模色散光纤和各种普通光纤。一种光纤延

8、图2光纤延迟线的相控阵时线(OTTD)的设计方案如图1[。所示。2．2固定长度L，使用不同的色散值光纤实现的延I色散光纤移相单元Il光探测器ll天线单j时系统PD-—■收-‘光无色散光纤发仍假设相控阵相邻天线间距为d，相对于阵轴t纤PD-_．．连_C调制器’分PD-_．．接法线角度为。任意相邻两单元间的空间时间差为束筮PD-tPr。一dsin0／c，相应的时延相位差为一_bF信号器击#