非相干频时映射技术及其在微波光子学的应用

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发表于 2022-9-22 09:12:50 | 显示全部楼层 |阅读模式
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雅宝题库答案
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雅宝题库解析:
雷达是微波光子技术的一个重要应用领域,而大时间-带宽积信号广泛应用于现代雷达系统中。使用大时间-带宽积信号的脉冲压缩雷达,因为发射长脉冲,所以具有长脉冲雷达作用距离大的优点;同时对脉冲编码实现大带宽,所以兼备窄脉冲雷达的分辨能力高的优点。相位编码和线性调频是两种最常用的脉冲压缩方法。目前,基于传统电学技术很难产生高频、大时间带宽积的微波信号。本文研究应用非相干频时映射技术产生高频、大时间带宽积的相位编码微波脉冲和线性调频微波脉冲。另外,通信是微波光子技术的另一重要应用领域。传统的频移键控(FSK)信号在应用于空间光通信时,自由空间不同的组分对特定的光波长有强烈的吸收线,而且容易被敌方干扰;本文提出一种可能的解决方法,用非相干频时映射技术产生宽带FSK信号进行空间光通信。    本文论述并实验验证非相干频时映射理论,提出非相干频时映射理论在微波光子学领域的应用。论文主要开展了以下研究:一. 概述了微波光子学及其在微波任意波形信号产生中的应用。总结频时映射理论的发展,介绍相干频时映射的基本理论,及其在微波光子学中的应用。相干频时映射技术存在局限,宽带相干光源产生微波脉冲的重复速率低且不可调、器件昂贵、还需要非线性效应来优化光谱。非相干频时映射技术作为一种灵活可靠的替代技术应运而生;不但系统代价低,而且产生的微波脉冲重复率可以很简单通过调节时域门控的驱动信号实现。二. 论述非相干频时映射理论,它既是全文的基本研究方法,也是贯穿整篇论文的线索。当光源为部分相干光源,甚至非相干光源时,科研人员对频时映射的研究更感兴趣,因为实际用的几乎所有光源都不是完全相干光源。从熟悉的空间范西特-泽尼克理论出发,重点介绍了非相干频时映射的理论基础--时域范西特是-泽尼克理论,并对时域范西特-泽尼克理论进行了实验验证。三. 研究将非相干频时映射技术应用于产生相位编码的微波脉冲。大时间-带宽积信号广泛应用于现代雷达、计算机断层扫描和扩频通信系统中。提出基于非相干频时映射产生相位编码微波脉冲的方案,并对提出的可编程相位编码微波信号发生器进行实验验证。四. 研究将非相干频时映射技术应用于产生高频微波信号和啁啾微波脉冲。以单模光纤为模型,介绍最高达二阶色散时,单模光纤的系统传递函数和冲击响应;以及三阶色散的传递函数和冲击响应。基于最高达二阶色散的色散器件实现线性频时映射,提出一个用于产生高频微波信号的方案;并用Optiwave软件对提出的系统做建模仿真,验证方案的可行性。基于最高达三阶色散的色散器件实现非线性频时映射,提出一个可以产生啁啾微波脉冲信号的方案;并用Optiwave软件对提出的啁啾脉冲发生系统做建模仿真,验证方案的可行性。五. 研究将非相干频时映射技术应用于产生空间光通信频移键控(FSK)信号。为了避免传统窄带FSK发送机的两大难题:自由空间不同的组分对特定的光波长有强烈的吸收线和易被敌方干扰,本文提出一个新型的全光纤FSK发送机方案,使用宽带FSK信号通信。通过光谱整形技术和频时映射技术的配合来产生宽带FSK信号。相干系统由于脉冲光源的脉冲重复率低,极大限制了系统的最大传输性能。而基于非相干频时映射的方法,不但低代价,而且产生的FSK信号比特率可调,通过改变时域门控的电驱动信号可以很容易的实现,并对提出的方案进行了实验验证。





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