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题目：
雅宝题库答案：
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雅宝题库解析：
相控阵天线具有许多优点，特别是易于实现低副瓣和波束赋形所需的精密相位和幅度控制，在高性能雷达和通信系统中发挥着越来越重要的作用。为提高分辨识别能力、抗干扰能力，解决多目标成像题目以及对抗反辐射导弹的威胁等，相控阵天线系统应具有尽可能大的扫描范围和信号带宽。为解决这一题目必须引入实时延迟技术。电实时延迟技术由于其固有的特性，如带宽小、体积庞大、抗电磁干扰能力差等，不能得到广泛应用。随着光纤技术和光电子器件的迅速发展，采用光实时延迟技术的光控相控阵天线成为研究热点。本论文以相控阵天线光纤延迟线为研究对象，基于外调制微波光纤链路，通过DSP+FPGA控制系统控制光开关的通断状态来调节不同长度的光纤段，实现了一个X波段可编程光纤延迟线，并对其中的光源功率稳恒控制、外调制直流偏置控制、微波光纤延迟线延迟量测量等关键技术进行了深入研究。本论文的主要内容包括以下五个方面：1.基于光纤延迟线的相控阵天线扫描基本理论首先，应用相控阵天线的方向图乘积定理，研究直线阵相控阵天线的方向图形成和扫描原理，分析基于光纤延迟线并行时延分配方式的一种光控相控阵天线基本结构，并分析了该结构的子阵划分方式；其次，根据外调制微波光纤链路的典型结构，建立相控阵天线光纤延迟线的传递函数模型，分析了系统时延特性和主要性能指标；在此基础上，提出相控阵天线光纤延迟线控制系统和测量系统的具体方案。2.基于DSP+FPGA平台的光开关型光纤延迟线控制技术在分析光开关阵列的多种排布结构的基础上，采用优化的二元差分光纤延迟线结构，并选用MEMS光开关切换不同长度的光纤段，设计基于DSP+FPGA平台的光开关型光纤延迟线的光路及电路控制系统，实现了微波信号的延时及相位控制。3.相控阵天线光纤延迟线光发射控制技术针对微波光纤链路外调制过程非线性失真题目，建立DFB激光器输出功率稳恒控制系统，使输出光功率在调制过程中保持稳定；在平均功率检测法的基础上提出平衡谐波检测法，对外调制器的直流偏置电压进行检测及闭环控制，使其稳定在最佳偏置点，二次谐波的抑制达到20dB以上。4.光纤延迟线微小延迟量低相干测量技术针对高精度光纤延迟线的ps级微小延迟量，在国际上首次提出基于宽谱红外光源的光学低相干杨氏干涉方法进行高精度可视化测量。系统采用低相干杨氏光纤干涉仪结构，末端采用CMOS元件对干涉条纹成像，并对干涉条纹图像进行去噪、形成边缘、提取中心点等处理，通过中心条纹对比获得光纤延迟线微小长度变化的测量值，实验结果表明该测量方法的不确定度达到16μm以内。提出基于LMF算法的分峰迭加法对杨氏低相干空间干涉条纹的可见度进行分析，曲线拟合误差小于10的负9次方，能准确定位干涉条纹的空间分布。5.相控阵天线光纤延迟线系统综合实验研究制作并调试DFB激光器及LiNbO3外调制器控制系统；对可编程微波光纤延迟线系统中主要的噪声来源，如光源、外调制器以及光接收模块等，采用Sumilink进行分析和建模，并对系统传输性能进行仿真分析；对可编程微波光纤延迟线系统进行传输性能参数（包括链路增益、噪声系数以及动态范围等）的测试，结果表明系统的主要性能指标达到预期的设计目的。本论文在相控阵天线光纤延迟线的方案设计、理论分析、实验系统和参数测量等方面做了较为全面的尝试和探索，为今后相控阵天线光纤延迟线的工程应用打下了坚实可靠的基础。 |
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发表于 2022-9-9 08:18:53
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