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光控相控阵雷达光发射技术硬件电路设计及外调制系统研究

作　者: 杨光文
导　师: 何子述
学　校: 电子科技大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 光控相控阵光发射机 X 波段光外调制器 APD 探测器
分类号: TN958
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

光控相控阵雷达同传统相控阵雷达相比具有许多优点,文中陈述了光控相控阵的优点和国内外研究动态。说明了研究光控相控的重大意义,同时也阐明了本课题的意义和价值。光纤通信技术是光控相控阵理论得以实现的载体。光纤通信技术的发展状况,直接影响光控相控阵技术的发展水平。文中介绍了光纤通信技术的最新发展和光纤通信系统的组成与设计。以构建一个完整的、性能优良的、应用于光控相控阵中的光收发系统为目标,详细论述了光链路系统的各个组成部分的性能特点及实现方法。具体包含以下内容:光纤和光纤连接器的特性及选用原则,光探测器、调制器的特性及选用原则,光源的特性和选用原则;光纤通信系统的组成及光纤通信的优点;光链路系统的组成和性能参数计算;预失真电路等。重点论述L 波段光发射机中的激光器的控制电路的设计,包括自动功率控制、自动温度控制、匹配电路设计等。自动功率控制、自动温度控制电路设计应用反馈原理来调整功率,使功率输出保持在一恒定值上。匹配电路给出了各种匹配参考电路模型,匹配电路的好坏直接关系系统的性能指标。X 波段光收发系统的相关理论及实现方法也是重点论述对象。X 波段的光收发系统由于现器件的限制,其实现还有一定的难度。本文就X 波段收发系统组成和关键器件,参考电路的设计进行了具体论述,并对系统的性能指标进行了计算。对X 波段光收发系统进行了很有成效的探索。同时,文中结合相关理论设计出的L 波段光发射系统的实验系统,并给出了整个系统的实验结果和测试曲线。

全文目录

第一章引言  8-12
  1.1 光控相控阵雷达及其优点  8-9
  1.2 本论文的研究内容、目的和国内外研究状况  9-12
    1.2.1 国内外研究状况  9-10
    1.2.2 研究目的  10
    1.2.3 研究内容  10-12
第二章模拟RF 信号的光纤传输  12-21
  2.1 光纤概述  12-14
    2.1.1 光纤结构和类型  12-13
    2.1.2 光纤传输特性  13-14
  2.2 光纤通信  14-17
    2.2.1 光纤通信的优点  14-15
    2.2.2 光纤通信系统的基本组成  15-17
  2.3 光纤通信技术的应用和最新进展  17-19
    2.3.1 光纤通信技术的应用现状与趋势  17-18
    2.3.2 大容量光纤通信技术的最新发展  18-19
  2.4 光无源器件――光隔离器和光纤活动连接器  19-21
第三章光源、激光器和探测器  21-35
  3.1 光辐射——p-n 结  21-22
  3.2 半导体激光器  22-28
  3.3 发光管(LED)  28-30
    3.3.1 LED 的结构  28
    3.3.2 LED 的特性  28-30
  3.4 探测器  30-35
    3.4.1 p-n 光电二极管工作原理  30-31
    3.4.2 PIN 光电二极管  31-33
    3.4.3 雪崩型光电二极管(APD)  33-35
第四章 L 波段光发射机的设计  35-47
  4.1 光发射机的组成  35-36
  4.2 控制电路  36-45
  4.3 实验结果和测试曲线  45-47
第五章 X 波段射频信号的光收发实现方案设计  47-66
  5.1 光调制器的基本原理  48-49
    5.1.1 电光效应光调制  48-49
    5.1.2 声光效应光调制  49
    5.1.3 磁光效应光调制  49
  5.2 LiN603 光调制器  49-51
  5.3 半导体光调制器  51
  5.4 聚合物波导光调制器  51
  5.5 光调制器主要参数和特性  51-54
  5.6 1550nm 外调制光纤传输系统的组成  54-61
    5.6.1 外调制器的预失真补偿  55-58
    5.6.2 外调制器级联线性化  58-61
  5.7 APD 光接收机  61-63
    5.7.1 APD 光接收机的设计  62-63
  5.8 实际器件选择和可行性  63
  5.9 X 波段外调制光收发系统的性能参数计算  63-66
    5.9.1 X 波段外调制光收发系统的增益(G)  63-64
    5.9.2 X 波段外调制光收发系统的噪声系数(NF)  64
    5.9.3 X 波段外调制光收发系统的动态范围(dynamic range)  64-66
第六章结论  66-67
参考文献  67-69
致谢  69-70
附录  70-74
个人简历  74

光控相控阵雷达光发射技术硬件电路设计及外调制系统研究

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