Формирование наносекундных линейно-частотно-модулированных сигналов на основе бинарных волоконно-оптических структур

• Автор: Зачиняев, Юрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Таганрог
• Количество страниц: 251 с. : ил.

Содержание
Определения, обозначения и сокращения
Введение
Глава 1. Сравнительный анализ формирователей ЛЧМ-сигналов различных типов
1.1. Анализ и классификация существующих формирователей ЛЧМ-сигналов
1.2.Выбор параметров для сравнения формирователей ЛЧМ-сигналов и оценки качества формирования ЛЧМ-сигнала
1.3.Постановка научной задачи
Глава 2. Уточнение структуры и анализ формирователя ЛЧМ-сигналов на основе бинарной волоконно-оптической структуры и анализ его свойств
2.1. Аппроксимация линейной частотной модуляции ступенчатой модуляцией в формирователе на основе бинарной волоконно-оптической структуры
2.2. Особенности структуры формирователя сигналов с ступенчатой ЧМ
2.3. Особенности функционирования формирователя ЛЧМ-сигналов на основе бинарных волоконно-оптических структур
2.3. Энергетическая модель выходного сигнала формирователя ЛЧМ-сигналов на БВОС
2.5. Анализ шумовых свойств узлов формирователя ЛЧМ-сигналов
на основе БВОС
Глава 3. Анализ влияния физических факторов на свойства формирователя ЛЧМ-радиосигналов на волоконно-оптических структурах
3.1. Анализ влияния дисперсии и нелинейных явлений ОВ на функционирование формирователя ЛЧМ-сигналов на БВОС
3.2. Оценка влияния температуры окружающей среды на функционирование формирователя ЛЧМ-сигналов на основе БВОС

3.3 Оценка влияния точности изготовления ВОЛЗ на
функционирование формирователя ЛЧМ-сигналов на основе БВОС
Глава 4. Формулирование требований к функциональным узлам формирователя ЛЧМ-сигналов на БВОС
4.1. Формулирование требований к передающему оптическому модулю
4.2. Формулирование требований к приемному оптическому модулю

4.3. Формулирование требований к оптическому усилителю
4.4. Формулирование требований к оптическому волокну
4.5. Формулирование требований к оптическим соединителям
4.6. Формулирование требований к оптическим ответвителям
4.7. Формулирование требований к полосовому фильтру
4.8.Формулирование требований к электронному усилителю
Глава 5. Моделирование работы формирователя ЛЧМ-сигналов на БВОС
5.1. Методика проектирования формирователя ЛЧМ-сигналов
5.2. Пример проектирования формирователя ЛЧМ-сигнала
5.3. Синтез модели формирователя
5.4. Результаты моделирования
5.5.Экспериментальное исследование узлов формирователя ЛЧМ-
сигналов на основе БВОС
Заключение
Список использованных источников
Приложение А. Листинг программ Mathcad для построения диаграмм
Приложение Б. Модель формирователя ЛЧМ-сигналов на основе БВОС..247 Приложение В. Акты внедрения

Определения, обозначения и сокращения
Линейная частотная модуляция - вид частотной модуляции, при которой частота несущего сигнала изменяется по линейному закону.
Бинарная волоконно-оптическая структура - совокупность волоконно-оптических линий задержки и связей между ними для тиражирования электромагнитных сигналов с определенным периодом, при этом при этом время задержки каждой из ВОЛЗ отличается в два раза от других.
Автокорреляционная функция - это степень связи сигнала 8(4) с его копией, сдвинутой на величину 1;.
Волоконно-оптическая линия задержки - устройство на основе оптического волокна, предназначенное для задержки электромагнитных сигналов на определённый промежуток времени.
АОЛЗ - акустооптическая линия задержки
АКФ - автокорреляционная функция
АЦП - аналого-цифровой преобразователь
АЧХ - амплитудно-частотная характеристика
БВОС - бинарная волоконно-оптическая структура
ВОЭБ - волоконно-оптическая элементная база
ВОЛЗ - волоконно-оптическая линия задержки
ВОР - волоконно-оптический разветвитель
ВОС - волоконно-оптическая структура (сумматор)
ГУН - генератор, управляемый напряжением
ДЗУ - динамическое запоминающее устройство
ДЧ - дискретно-частотный
ЖИГ - железо-иттриевый гранат
ИПЛ - инжекционный полупроводниковый лазер
ЛЗ - линия задержки
ЛОВ - лампы обратной волны
ЛПД - лавинно-пролетный диод

К недостаткам формирователя следует отнести ограничение снизу длительности формируемых ЛЧМ-сигналов и ограничение сверху значения девиации частоты ЛЧМ-сигнала.
В [24] запатентован формирователь ЛЧМ-сигналов высокой линейности, включающий ГУН с нелинейной частотной характеристикой (ЧХ), генератор линейной модуляционной характеристики, формирующий линейно изменяющийся во времени сигнал, генератор сигнала полиномиальной коррекции и сумматор. Формирователь ЛЧМ-сигналов также содержит систему ФАТТЧ, синхронизирующую выходной сигнал с ГУН с опорным сигналом. Формирователь позволяет формировать ЛЧМ-сигналы высокой линейности, длительностью не менее 1 мкс, с девиацией частоты более 1 ГГц и высоким отношением сигнал/шум (до 60 дБ).
К недостаткам данного формирователя относятся сложность устройства, ограничение снизу длительности формируемых ЛЧМ-сигналов и ограничение сверху значения девиации частоты ЛЧМ-сигнала.
В [25] рассмотрен формирователь ЛЧМ-сигналов, содержащий кварцевый генератор, делитель частоты на 4, делитель частоты на 5, умножитель частоты на 2, два фазовых детектора, два частотно-фазовых детектора, двенадцать электронных усилителей, четыре перемножителя, два петлевых фильтра, три генератора, управляемых напряжением, два изолятора, четыре делителя мощности, три аттенюатора, два программируемых делителя, полосовой фильтр, блок синхронизации и управления, экспандер, два селектора модуляционной характеристики, блок шумоподавления, селектор фазовой автоподстройки частоты генератора.
ЛЧМ-импульс с большой базой формируется путем последовательной генерации совокупности смежных ЛЧМ-импульсов с малой базой для получения импульса повышенной длительности, при этом каждый подымпульс результирующего сигнала соответственно перемножается с колебанием одной из множества дискретных частот таким образом, чтобы ширина спектра совокупности подымпульсов была больше ширины спектра