相控阵雷达光纤传输系统的设计与实现(本期优秀论文)

针对相控阵雷达天线单元和信号处理机之间的数据传输,设计了一种光纤传输系统,它可代替传统电缆的传输方式.系统采用模块化的光纤传输适配器,具有可扩展性.论述了系统的总体结构、光纤传输适配器和传输协议的设计方法.提出了一种同源时钟的方法,来解决光纤传输相控阵雷达系统同步信号的问题.该系统在实验过程中工作良好,在相控阵雷达系统中具有很大的工程意义.     

光纤技术在雷达系统中的应用

列举了光电子技术在现代雷达中的应用，并重点介绍光纤技术在相控阵雷达中的应用，指出了设计光纤传输系统的关键是设计合适的光纤传输适配器和使各路数据信号同时到达。针对相控阵雷达，具体介绍了子阵适配器和处理机适配器以及多路信号不同路径传输后的延时设计。该系统采用模块化的光纤传输适配器，可实现数据的实时传输和控制，并具有可扩展性，同时文中还介绍了一种较为实用和简单的方法，来解决光纤传输相控阵雷达系统同步信号的问题。该系统在实验过程中工作良好，在相控阵雷达系统中具有很大的工程意义。     

光纤传输对接收机(雷达)相位噪声的影响及其在MTI性能测试中的应用

测得光纤传输对雷达本振激励源相位噪声的影响,并应用该传输设备对雷达接收系统的MTI性能进行测试,研究了光纤传输对雷达相位噪声及MTI性能测试的影响,说明提高光纤传输设备及雷达接收系统性能应进行的工作.     

雷达数字信号光纤传输系统发射模块的设计

介绍了一种采用FPGA技术实现的雷达数字信号光纤传输系统。根据雷达信号的特点，采用特殊的帧结构形式，在一根光纤上实现了雷达多路数据的传输。     

航管雷达信号光纤传输系统

一套实用化航空管制雷达信号光纤传输系统已经在西南某大型航空港正式投入运行。一次雷达的有关信息通过2km长的多芯光缆送到机场塔台控制室和数据处理中心,结合引进的二次雷达光纤传输设备,实现了空中交通管制的现代化。     

分布式宽带微波光纤传输幅相一致性技术

针对分布式宽带微波频率信号光纤传输的幅相一致性,本文设计了一种反馈控制方案.由于无法通过待传输宽带微波信号直接获取光纤传输时延信息,引入了一个点频参考信号.由于参考信号和待传输宽带微波信号在同一根光纤中波分复用传输,参考信号可以感知和反馈光纤传输时延及其波动.为了满足多路信号接收的幅相一致性,设计了基于光开关的轮询式多...     

光纤传输在数字阵雷达中的应用

分析了数字阵雷达的信号特点和传输要求,采用光纤传输技术设计了阵面上下之间的信号传输链路.设计运用数字复接和光波分复用的方法大幅度提高了单纤信道的传输容量,有效解决了数字阵雷达阵面大赶L/Q数据的回传问题;运用电中继与光功率分配相结合的方法实现了上行光信号的传输和广播式发送.设计综合分析了信道数量、带宽、传输距离、延时、抖动等因素对系统性能和扩展的影响.工程实践表明,光传输系统能够有效解决数字阵雷达的信号传输要求.     

基于FPGA的雷达IQ光纤数据采集及传输系统

针对雷达IQ光纤数据流高速、实时传输的问题,基于StratixII GX系列高性能FPGA和CPCI标准总线等硬件设备,采用数据率自动判别、乒乓缓存和计算机实时中断处理等关键技术,设计了一种雷达IQ光纤数据采集及传输系统。介绍了系统的组成和设计原理,并对系统的硬件、FPGA和软件设计进行了描述。经实际工程验证,该数据采集及传输系统性能稳定。     

基于FPGA的多通道雷达数据回放系统设计

为解决雷达实时信号处理功能及性能有效验证问题,文中设计并实现了一种宽窄带一体化、多通道雷达数据回放系统。该系统按雷达工作的时序和数据率将雷达回波数据发送至实时信号处理系统,从而对目标跟踪场景进行复现,实现雷达实时信号处理功能及性能的有效验证。系统硬件平台由磁盘阵列服务器与两块PCIe光纤板组成。基于Xilinx系列产品,结合系统特点对PCIe DMA控制流程及响应机制做进一步调整,实现了服务器到光纤板的雷达回波数据高速批量传输。根据雷达工作机制及回波数据结构,设计FPGA回放控制状态机及相关功能模块,严格按照雷达工作的时序和数据率使雷达回波数据由光纤板传输至实时处理系统。分别设计软件同步控制方法和硬件同步控制方法,保证多板卡数据回放的同步性。测试结果表明,该系统实现了宽、窄带雷达回波数据的板间同步回放,各数据类型分别支持6路并行数据通道,数据回放峰值速率可达1 920 MB·s^-1。文中系统可依托雷达原有硬件平台实现,无需增设板卡和线缆,具有良好的集成性与通用性,目前已被应用于某多功能相控阵雷达中。     

雷达中频模拟回波信号的光纤远程传输

为了满足雷达无人值守的需要,提出了用光纤远距离传输雷达中频模拟回波信号的光通信系统.理论分析了雷达信号在该系统中的传输距离和噪声特性,测试了其动态范围,研究表明该传输系统满足雷达整机性能的要求,满足雷达站各种复杂环境的要求,传输距离可到60 km,动态范围大于65 dB,雷达接收机噪声系数小于2 dB.     

雷达信号光纤传输系统

本文提出雷达信号光纤传输系统的两个设计方案,其中第一个方案采用数字信号与模拟信号分别传输的办法,第二个方案采用全数字传输。根据第一方案设计的系统已研制成功并应用于某型号雷达,第二个方案正在研制中,同时本文还对系统所使用的关键技术进行了论述。另外提出了几种适合长距离的雷达信号光纤传输方案。     

一种宽带数字T/R组件的设计与实现

提出了一种L波段宽带数字T/R组件的设计方案和实现方法,该方案结合DDWS技术和正交调制技术来产生宽带雷达信号,通过Gbit光纤实现宽带数字T/R组件与雷达主机的数据传输,用一片FPGA完成整个组件的控制。宽带数字T/R组件的参数为中心频率1300 MHz、带宽100 MHz。     

雷达系统中WDM技术的应用分析

随着雷达技术的发展,雷达各子系统之间,雷达和指挥中心之间需要传输的信息量都大幅度增加,而且信号的种类增多,传输要求增高,传输距离变长。光纤通信系统中的波分复用技术符合新型雷达传输的这些要求,使得光纤传输系统在雷达中的应用正越来越受到重视。本文着重介绍了光波分复用技术在雷达领域的重要应用情况,并对某些雷达中已经使用的光波分复用系统进行了相关介绍。     

无人值守雷达信号光纤传输系统设计

为了减少无人职守雷达从控端设备数量,设计了基于数字回波信号传输的光纤通信系统.根据待传信号特点和系统需求,提出了无人值守雷达信号光纤传输系统总体方案,给出了光纤传输信道的具体设计方案.通过对误码率、传输距离、抖动等指标进行分析,表明传输系统满足雷达整机性能需求的误码率小于10~(-9),传输距离可达80 km以上,时钟信号抖动小于1 ns.

Abstract：

An optic fiber communication system based on remote transmitting digital return signals is designed for reducing the quality of the equipments in local controlled end of unattended radar. The radar signal transmission system and the optic fiber channel are demonstrated in accordance with the signal characteristics and system requirements. Transmitting distance, bite error rate and jitter characteristic are analyzed. The results show the transmitting distance is larger than 80 kin, bite error rate is less than 10~(-9) , and timing jitter is less than 1 ns, completely meeting the requirements of a radar system.     

基于索引调制OFDM雷达通信共享信号压缩感知方法研究

针对在雷达通信一体化(RadCom)系统中正交频分复用(OFDM)共享信号通信速率不高、可靠性较差的问题,该文提出一种采用子载波索引调制(IM)的OFDM共享信号方案(OFDM-IM)以及对应的基于压缩感知(CS)的雷达信号处理算法。该方案在发射端采用IM调制增强OFDM信号通信质量,在雷达接收端采用CS技术获取目标的距离-速度2维超分辨图像,进一步采用快速分段重构、2次相参积累的方法降低算法的计算复杂度。仿真实验表明,相比于传统算法,该方法能显著提升对OFDM-IM共享信号的处理性能,并实现超低距离副瓣,是一种能够同时增强雷达与通信性能的一体化共享信号方案。     

分布光纤喇曼光子传感器系统

分布光纤喇曼光子传感器（ Ｄ Ｏ Ｆ Ｒ Ｐ Ｓ） 系统是一种实时测量空间温度场、应力场和压力场的光纤网络系统。依据喇曼散射的温度效应,自发喇曼散射光子是温度信号的载体,瑞利散射光子是应力和压力信号的载体, Ｄ Ｏ Ｆ Ｒ Ｐ Ｓ 系统是一种特殊的光纤通信机,同时也是一种光纤雷达。文章讨论了系统的结构、解调方法、 Ｌ Ｄ 波长选择、系统的信噪比     

A full-duplex optical access system with hybrid 64/16/ 4QAM-OFDM downlink

A full-duplex optical passive access scheme is proposed and verified by simulation, in which hybrid 64/16/4-quadrature amplitude modulation (64/16/4QAM) orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) optical signal is for downstream transmission and non-return-to-zero (NRZ) optical signal is for upstream transmission. In view of the transmitting and receiving process for downlink optical signal, in-phase/quadrature-phase (I/Q) modulation based on Mach-Zehnder modulator (MZM) and homodyne coherent detection technology are employed, respectively. The simulation results show that the bit error ratio (BER) less than hardware decision forward error correction (HD-FEC) threshold is successfully obtained over transmission path with 20-km-long standard single mode fiber (SSMF) for hybrid downlink modulation OFDM optical signal. In addition, by dividing the system bandwidth into several sub-channels consisting of some continuous subcarriers, it is convenient for users to select different channels depending on requirements of communication.     

光纤数据接收单元的设计和实现

完成了用于某数字阵雷达试验阵系统光纤数据接收单元的设计和开发工作。该单元作为雷达T/R组件和信号处理分系统之间的桥梁,通过光纤完成雷达回波数据的接收,同时可以实现雷达回波数据一个重复周期的乒乓存储和传输。除此之外,光纤数据接收单元实现了与雷达定时监控分系统的串口通信功能。给出了一种基于FPGA和光纤接收模块的实现方案,介绍了光纤数据接收单元的系统构成、硬件接口电路设计以及FPGA中各个控制模块的开发。     

Po1SK调制混沌保密光通信的实验研究

将Po1SK技术应用到混沌保密光通信中.利用半导体光放大器(SOA)构成光纤环状激光器产生偏振态混沌信号,并利用SOA的互相位调制(XPM)效应,通过信号光输入到激光器中,将传输数据动态地调制到混沌信号的偏振态上,实现数据保密通信.对Po1SK混沌保密通信的基本原理进行了说明,给出了实验系统基本性能的测试结果,并进行了讨论.