一、微波系统中相位特性的测量和分析（论文文献综述）
刘刚[1]（2017）在《微波毫米波高性能接收前端关键技术研究与应用》文中指出微波毫米波接收前端是军/民通信应用系统、高速无线数据传输系统及毫米波探测成像系统中的核心单元,其杂散干扰抑制能力、通带幅频响应平坦度、通带群时延波动及噪声系数是衡量接收机性能的关键技术指标。随着微波毫米波系统应用往更高频率、更宽带宽方向发展,对微波毫米波接收前端提出了更高的要求。因此,研究宽带微波毫米波系统中存在的理论问题及关键技术对于宽带微波毫米波系统应用技术的发展具有重要意义。本文以实现微波毫米波高性能宽带接收前端为目标,对高选择性带阻滤波技术、宽带幅度均衡技术、群时延波动分析与优化、级间阻抗失配对系统幅频响应及噪声系数的影响、高宽带高增益系统中噪声系数精确测量等接收前端中的的理论问题与关键技术进行深入的分析和研究,并应用于Ka波段低幅相失真宽带接收前端、Ku波段低噪声接收变频模块（LNB）及W波段辐射计的研制中,完成了相关实验研究工作。本文的研究进展包括以下内容:1、提出了一种微带反向并联双耦合陷波结构,这种结构具有阻带双谐振特性,能够有效展宽阻带带宽。仿真分析和实验研究表明该结构相比传统平行耦合陷波结构具有更高的频率选择性和更宽的阻带带宽。基于所提出的反向并联双耦合陷波结构,研制了一款L波段结构紧凑的高选择性带阻滤波器。为解决宽带系统中普通带阻滤波器强反射信号导致的邻近元件性能恶化的问题,研制了一种基于电阻加载平行耦合结构的吸收型带阻滤波器,这种滤波器能够有效的吸收阻带信号;通过对电路方案的改进,使加载电阻的选择具有更大的灵活性;仿真和实验结果表明,研制的吸收型带阻滤波器阻带内传输参数、输入端反射系数均小于-20dB,实现了阻带信号有效吸收。2、提出了一种基于低阶带通滤波器结合带外陷波结构的低群时延波动带通滤波器的设计方法,并对宽带系统通带内群时延波动特性进行了分析与研究。C波段微带带通滤波器仿真分析和实验研究表明,采用该方法可以同时保证带外高抑制度和带内良好的群时延平坦度特性。将这种设计方法应用于高相位正交性I-Q混频电路中的滤波器设计,测试结果表明,这种方法能显着降低I-Q两路输出电路中滤波器器件参数误差对群时延值的影响,提高了电路的I-Q两路输出信号的相位正交性。3、为了改善负群时延电路的工程实用性,提出了一种新型的传输型低损耗负群时延电路,并对电路进行了理论和实验分析。电路的负群时延特性是通过在平行耦合谐振单元靠近短路端加载电阻实现的,通过加载不同阻值的电阻可以配置不同的负群时延值,采用径向开路扇形结构实现了电路的紧凑性设计。实测结果表明,该电路可配置获得-2ns～-12ns的负群时延值,其最大信号衰减在6～10dB范围内。相比国外报道的负群时延电路,本文提出的负群时延电路在结构紧凑性、信号衰减、端口驻波及负群时延可配置性等方面均具有明显优势,为负群时延电路在工程中的应用提供了一种实际可行的电路实现方式。4、建立了微波毫米波宽带系统级间阻抗失配与通带幅频响应的关系的理论分析模型,并针对如何有效改善系统通带幅频响应平坦度进行了深入研究,提出了能够有效改善宽带接收前端系统通带内增益平坦度的宽带幅度均衡方案,并设计了基于并联微带谐振单元的Ka波段幅度均衡器和基于集总参数器件设计的L波段宽带幅度均衡器。结合宽带幅度均衡技术及低群时延波动滤波器设计方法对Ka频段宽带接收前端的系统方案进行优化,实验研究表明,研制的Ka频段宽带接收前端在最大增益达60dB条件下,通带内幅频响应平坦优于±0.45dB,带内群时延波动低于1.8ns,实现了宽频段内低幅相失真。5、在对射频级间阻抗失配与系统噪声系数之间的关系进行深入研究的基础上,提出了系统噪声系数最优的系统增益配置方法,该方法基于当前器件性能水平对系统逐层分解配置,简化了高增益系统设计中噪声系数、增益的配置和优化的过程。对宽带高增益接收系统的噪声系数测量方法进行了研究,建立了分析增益压缩引起的噪声系数测量误差的理论模型,并提出了噪声系数测量中判断宽带高增益系统是否存在增益压缩的判据。基于上述方法,提出了双频段Ku波段低噪声变频模块（LNB）的设计方案,并研制了关键电路,包括宽带低噪声放大器、输出频点可切换的本振源、高性能Bias-Tee电路及宽带均衡电路等。此外,在满足系统带外抑制要求的条件下,通过适当展宽带通滤波器带宽有效降低了系统通内群时延波动值。实验研究表明,所研制的Ku波段LNB模块噪声系数典型值为0.90dB,通带增益平坦度优于±1.5dB,总体性能指标达到了国外同类商用产品的相当水平。6、建立了宽带毫米波辐射计的亮温分辨率有效带宽随系统增益不平坦度变化的评估模型,定量分析了通带增益不平坦度对系统有效带宽的影响。对采用超外差体制的W波段单通道和六通道辐射计的系统方案进行了分析设计。通过中频宽带幅度均衡技术和数控增益调节及积分时间调节电路,解决了毫米波宽带系统频域内幅度不平衡和多通道之间增益及亮温灵敏度不一致性等关键技术问题。根据低噪放和下变频器的宽带频响特性,研制了宽带均衡中频电路,实现了在11GHz射频带宽内变频增益波动低于±1.5dB的优良幅频特性。构建了 W波段辐射计试验样机,对亮温灵敏度和长期工作稳定度进行了实验研究,结果表明,研制的辐射计具有优于0.55K的亮温灵敏度,长期工作性能稳定可靠性高。
马阳雪[2]（2019）在《光子辅助的宽带微波信号可重构收发关键技术研究》文中研究指明射频前端是现代移动通信、雷达、电子对抗等微波系统的关键组件。民用和军事日益增长的需求对射频前端的工作频率、带宽以及灵活性提出了更高的要求,迫切需要在宽频段范围内具有软件定义功能的宽带射频前端。然而,由于受到半导体载流子迁移速率的影响,直接式数字频率合成器（Direct Digital Synthesizer,DDS）和模数转换器（Analog-to-Digital Converter,ADC）仅能对几GHz频率范围的信号进行直接处理。对于高频和宽带信号的处理,需要借助多级上/下变频和倍频技术实现,因此,传统的电子射频前端系统结构复杂且灵活性较差,无法满足射频前端一体化发展的要求。光子辅助的射频收发技术充分发挥光子技术超宽带、大范围可调谐、可重构、抗电磁干扰等方面的优势,是解决射频前端一体化、软件定义需求的一种潜在方法。本论文以光子辅助的宽带微波信号可重构射频前端为研究对象,重点针对宽频段微波光子下变频、光学模数转换、光子辅助的宽带射频收发等关键技术开展研究工作,论文的主要内容可概述如下:（1）针对传统电子混频器工作频段受限、需要配置宽频段可调谐微波源的问题,提出了一种基于自由可调谐光电振荡器的微波信号灵活变频技术方案。利用相位调制器、相移布拉格光纤光栅和可调谐激光器构建微波光子滤波器,通过改变相移布拉格光纤光栅的反射谱凹陷频率与可调谐激光器输出频率之间的间隔调谐光电振荡器产生的本振信号频率,可实现数十GHz频段范围内微波信号的灵活变频。对该方案的下变频功能进行了实验验证,实验中利用光电振荡器产生6-15 GHz的本振微波信号,将7-16 GHz微波信号下变频到1 GHz。（2）针对高精度宽带微波频率测量的需求,提出了一种基于三通道采样率互质的低速光采样模数转换器的高精度宽频段微波频率测量技术方案。进行了数值仿真,利用采样率分别为1.005 GS/s、1.010 GS/s和1.015 GS/s的光采样模数转换器实现了0-100 GHz频段范围内单音和多音微波信号的频率测量,测量精度为±0.5MHz。进行了验证性实验,利用采样率分别为27.69 MS/s、27.71 MS/s和27.73 MS/s的光学模数转换器构成微波测频系统,测量范围可达38 GHz,实验完成了对0-20GHz频段范围内微波信号的频率测量,测量精度达到±8 kHz。另外,仅需对实验中三通道采样率进行微调,即可轻易扩展系统的测频范围。（3）针对光子辅助宽带射频收发系统中的关键器件——电光强度调制器的特征参数测量,提出了一种基于低速光采样技术和低频探测的的电光强度调制器微波特性自校准测量方案。对该技术方案进行了理论分析、数值仿真和实验验证,利用重频96.9 MHz的锁模激光器进行光采样,输出端仅测量100 MHz以内的频率成分,实现了在0-40 GHz频率范围对商用电光强度调制器半波电压和幅频响应的自校准测量。另外,仅需增加微波信号源的带宽即可轻易将该系统的测量范围扩展至数百GHz。（4）针对射频前端宽带、宽频段、软件定义的迫切需求,提出一种基于循环四波混频的宽带微波信号可重构收发系统技术方案。利用循环四波混频产生重复频率灵活可调谐的光频梳,利用该光频梳结合电光移频实现宽频段内任意微波信号产生,同时对回波信号进行光学模数转换,实现宽带微波信号收发。进行了数值仿真,并分析了系统中关键器件参数、光频梳特性等对系统性能的影响,证明了方案的可行性。并进行了实验研究,产生重复频率灵活可调谐的光频梳,利用重频为15GHz的光频梳实现了8-37 GHz微波信号的产生,并对32 GHz的微波信号进行直接光采样模数转换,有效位数达到5.42 bits。
胡健强[3]（2017）在《EAST托卡马克上的先进集成微波反射计诊断系统》文中进行了进一步梳理微波诊断系统作为一种无扰的测量技术,在等离子体诊断中具有重要的意义。微波反射计作为常用的一种微波诊断系统,可以高时空分辨地测量聚变等离子体的多个参数,越来越多地应用在了现代主流的各个磁约束聚变装置上。本文的主要工作就是围绕在中科院等离子体物理研究所的EAST （Experimental Advanced Superconducting Tokamak）托卡马克上的先进综合微波反射计系统的测量原理、模拟设计、搭建测试、数据处理以及托卡马克物理实验测量结果等内容展开。EAST托卡马克上的先进综合微波反射计系统主要由8道多普勒背向散射仪（Doppler Backscattering System, DBS）和2道的电子密度剖面反射计这两个子系统有机结合而成。两套系统共用一套准光学前端,能够互为补充地为EAST的等离子体放电实验中提供如电子密度分布剖面、等离子体极向旋转速度分布剖面、径向电场的径向分布、湍流强度径向分布以及湍流波数谱等多个物理参量的高速高分辨率的测量,可以进行如输运与约束机理以及高约束模和低约束模之间的转换（L-H转换）机理等物理问题的研究和湍流模式鉴别。在数据处理方法上,本论文从理论、实验和数值模拟等方面进行了详细的讨论。对于剖面反射计系统,文中讨论了密度反演的方法,以及密度涨落、相对论效应、误差场、多普勒效应、极化角耦合等的影响以及与密度零点相关的注意事项。对于多普勒反射计系统,文中介绍了几种求频移的和模分析方法,讨论了模分析中采样时钟等问题。并从模拟上给出了 SOL区对测量光路的影响。在本论文的主体部分,详细地介绍了 EAST上的先进集成反射计系统的设计、搭建、校准和测试的过程。该系统包括共用的准光学收发前端、双波段（Q-band,33-50GHz 和 V-band,50-75GHz）的双极化（O-mode 和 X-mode）连续波频率调制FMCW超快扫频单发单收零差式剖面反射计以及可以同时测量8个频率位置（55,57.5,60,62.5, 67.5,70,72.5和75GHz）的单发单收外差式多普勒背向散射仪系统（8道DBS）。此外,还详细介绍了配套的子系统:数据采集存储系统、保护系统、温控系统、反射镜驱动和监测系统、供电系统等子系统。并给出了各子系统的设计、校准和测试的过程,特别是准光学测试、VCO的线性化和动态校准、8道DBS的调试和通过旋转光栅轮进行的频移校准测试。并介绍了在为搭建和测试本套集成反射计而开发的新颖的测试和校准的平台。本论文最后给出了利用该套反射计在EAST放电实验中实际测量的基本结果,包括在利用剖面反射计测量L-mode和H-mode放电时的电子密度剖面分布、台基区演化、以及用8道DBS系统在L-H放电和在低杂波加热中等实验测试结果,验证了该套反射计系统的测量能力。
谢成诚[4]（2020）在《微波功率放大器行为模型研究》文中提出随着仿真工具和仿真技术的进步,近年来我国在雷达电讯领域数字化样机/虚拟样机方面取得了较大进展。但由于有源微波器件准确建模难度大、耗时长,雷达系统中一般采用理想模型来表征微波器件特性。这使得实际系统中的噪声、非线性、杂散和时延等特性不能被准确描述,从而导致系统仿真结果和实测结果差异较大。故目前雷达系统仿真大多侧重于算法层面验证,而很难做到对整个系统性能的精确描述。因此,快速、准确构建有源微波器件模型已经成为系统仿真中急需解决的问题。由于功率放大器非线性强,对系统性能影响大,是有源微波器件建模的重点和难点。从系统仿真的角度,只要求模型能够根据输入信号反馈相应的输出,因此可以用行为模型来表征功率放大器。目前国内外研究机构对微波功率放大器行为模型的研究侧重于使用高阶数学表达式对器件特性进行描述,让模型具备更全面的特性表征能力,从而获得更高的精度。然而这需要复杂的参数提取平台和提取流程,使得行为模型建模难以被普及。对此,本文提出了K参数模型及其提取方法。该方法不仅能够描述输入/输出端存在一定失配时的微波功率放大器非线性响应,并且能够低成本、快速的对器件进行测量建模,可加快行为模型的推广和应用。本文主要研究内容如下:（1）K参数行为模型及其参数提取技术。目前对具备负载牵引能力的行为模型进行参数提取时,除信号采集仪器外,还需要额外配备负载牵引设备,这增加了模型提取成本及复杂度。考虑到功率放大器大信号工作点的主要影响因素是基波负载,将输出端基波入射波作为模型的输入变量之一,进行K参数的推导。在K参数提取过程中,输出端基波入射波的幅度和相位都将进行改变,可以等效为基波负载阻抗在发生变化,从而提取的行为模型具备一定负载牵引能力。进一步地,针对现有行为模型提取平台较为复杂,建模测试成本较高的问题,提出一种仿真和测试相结合的K参数建模方法。该方法可基于商用微波仿真软件建立K参数提取平台,或采用商用非线性矢量网络分析仪及少量附件来实现非线性测试和参数提取。同时,由于测试平台中不含隔离器等窄带器件,使用的驱动放大器带宽仅需要覆盖被测件基波频段,该平台适用于宽带功率放大器行为模型提取。（2）矢量信号叠加效应及入射波信号恢复算法。矢量校准的场景是测试设备的一个端口输出激励信号,其余端口和匹配负载连接。在K参数测试时,输入输出端口会同时激励大信号,而由于阻抗失配及耦合器隔离度有限等因素,耦合器记录到的入射波是激励信号和干扰信号的矢量叠加,使用矢量校准不能分离出这两信号。对大信号工作时矢量叠加产物产生机理进行原理分析后,根据K参数提取流程特点,提出入射波信号恢复算法。新方法能够在不增加测试步骤的前提下,恢复输入输出端的入射波信号。（3）负载牵引蜂窝取点方法。针对现有负载牵引扇形取点方法在史密斯圆图中取点均匀性较差的问题,借鉴蜂窝结构,提出蜂窝取点方法。新方法能够在不增加取点数量的前提下,均匀覆盖整个史密斯圆图区域,从而提高行为模型精度。将蜂窝取点方法应用到负载相关X参数及K参数模型提取中,和扇形取点方法相比,该方法获得的模型归一化均方误差均有一定程度降低。（4）K参数模型级联特性分析。在系统仿真中,功率放大器会和其他器件进行连接,这需要模型具备级联仿真能力。针对大多模型研究仅对器件本身特性进行分析的现状,对K参数模型从源牵引和负载牵引两方面进行理论分析,推导出K参数能够根据前后级联电路阻抗作出正确响应,即具备级联仿真能力。通过仿真、测试手段验证K参数在连续波、调制信号激励下的级联仿真能力。K参数模型级联仿真结果和负载相关X参数模型级联仿真结果精度相当,而K参数提取平台更为简单、模型提取成本更低。（5）二端口器件K参数表征方法。现有限幅器、倍频器等基于放大器非线性特性的二端口器件多采用紧凑模型进行表征,模型提取难度大、时间长。通过分析系统仿真对这些二端口器件模型需求,挑选出对应的关键指标,并调整K参数输出反射波展开阶数来对器件进行精确表征。针对限幅器裸片进行测试,提取基波K参数模型,仿真结果和器件手册吻合度较高;针对太赫兹倍频器芯片电路,提取K参数模型并和电路模型进行仿真比对,反射波平均相对误差为1.5%。通过K参数对二端口器件进行建模,能够快速、准确的提取器件关键特性。
邵宇辰[5]（2019）在《基于光电振荡机制的微波信号处理研究》文中研究指明微波信号的探测与处理在微波接收系统中起着重要作用,日益复杂的电磁环境对系统信号接收能力的要求越来越高。单纯的电子技术在工作频段、处理带宽、动态范围以及抗电磁干扰能力等方面日显不足,因此亟需研究新的技术方案突破局限,微波光子技术应运而生。微波光子技术将微波技术和光子技术有机结合,应用光子技术产生、传输和处理微波信号,充分发挥了光纤通信宽频段、大带宽、低损耗以及强抗电磁干扰等优势,融合微波技术的覆盖范围广、机动性强和灵活性高的特性,为微波信号探测与处理提供全新的解决思路。作为微波光子技术中的关键系统之一,光电振荡器（Optoelectronic Oscillators,OEOs）从最初的微波信号产生,逐渐发展到光传感、时钟信号恢复、信号探测和频率变换等诸多领域,发挥了微波光子技术的优势。本论文重点开展基于光电振荡机制的微波信号探测和频率变换研究。首先,根据微波光子链路和经典的光电振荡理论,建立了基于OEO的微波信号探测理论模型,并对传统的Yao-Maleki相位噪声理论模型进行了修正,为研究工作奠定了理论基础。针对低功率微波信号,提出了基于可鉴频OEO的探测方案,利用循环振荡增益机制,在光域内对光载微波信号进行放大。同时,利用光学选频机制对振荡频率进行调谐,实现对目标信号的频率选择性放大。基于建立的验证实验系统,实现了频率在1.5～5 GHz范围内低功率微波信号的探测,增益为10 dB,探测灵敏度达到-91 dBm,频率测量误差为±100 MHz。针对低功率窄带信号探测应用,进行了 QPSK调制信号的探测研究,对于同步语音信号,实现了-83 dBm的探测灵敏度。针对传统相位调制信号较大的光载波边带功率比（Optical carrier to sideband ratio,OCSR）导致OEO信号探测的增益受限问题,提出了基于等效相位调制的OCSR可调方案,通过抑制载波功率减小调制信号的OCSR,提升OEO信号探测系统的增益。实验上采用双平行马赫-增德尔调制器通过合理设置直流偏置工作点实现等效相位调制功能,实现了 2～18 GHz频率范围内低功率微波信号的探测,与基于传统相位调制的OEO信号探测方案相比,探测灵敏度提升了 9 dB。对基于等效相位调制的OEO信号探测系统进行了全面的测试研究,并分析给出了进一步提升探测能力的优化方案。针对接收宽频段微波信号的进一步处理,提出并研究了无外部本振的微波光子下变频方案。该方案采用偏振复用双环路OEO产生高质量、频率可调的本振信号,同时该OEO实现微波信号的下变频而无需外部本振源和额外的调制器。实验上产生了 2.5～7 GHz范围内频率可调的本振信号,边模抑制比达到56 dB,在10 kHz频偏处相位噪声为-109 dBc/Hz。应用生成的本振信号,实现了将3.5～8 GHz范围内的射频信号下变频至1GHz的同中频信号,无杂散动态范围为102.2 dB·Hz2/3。面向实际通信应用,研究测试了不同传输速率和不同信噪比下的微波信号下变频特性,验证了该方案用于无外部本振下变频接收的可行性。本论文的研究工作验证了光电振荡机制在低功率微波信号探测以及微波光子下变频等应用中的可行性和技术优势,为微波光子信号探测和处理提供了有效的解决方案。
韩东浩[6]（2017）在《旋转圆环阵列综合孔径微波辐射计系统研究》文中提出综合孔径微波辐射计是从上世纪90年代兴起的一种被动微波遥感新技术。和真实孔径辐射计相比,其最大的特点在于,利用小口径天线单元构成的稀疏天线阵列,代替大口径天线,同时获得了更高的空间分辨率。近年来,伴随着综合孔径微波辐射计系统机理研究的完善,射频接收机技术以及数字技术的进步,综合孔径微波辐射计已逐步走向了实际应用。旋转圆环阵列综合孔径微波辐射计是综合孔径微波辐射计系统研究的一个热门方向。阵列通过旋转完成分时采样成像,可进一步提高综合孔径微波辐射计的孔径稀疏比,降低系统硬件复杂性。圆环阵列的设计可保证系统在各方向具有相同长度的最长基线,对于星载综合孔径微波辐射计而言,圆环阵列的设计易与柱形载荷舱共形,在卫星对地面,圆环天线阵列仅占据一圈圆环的空间,在圆环内部为其他载荷腾出有效空间,更重要的是,圆环的旋转对称性为旋转圆环阵列的定标与误差校正提供了很好的便利。本文主要对旋转圆环阵列综合孔径微波辐射计系统进行研究,所完成的主要研究工作及成果如下:1.“旋转圆环阵列综合孔径微波辐射计”系统架构研究基于已有的旋转圆环阵列综合孔径微波辐射计研究基础。本文提出了一种新的旋转圆环阵列形式——基于循环子阵的旋转圆环阵列。该形式的天线阵列,可缩短旋转阵列的成像周期,同时提高天线阵列的对称性和模块性。对于基于循环子阵的旋转圆环阵列,每一个天线单元在阵列中都有多个冗余备份单元,因此基于循环子阵的旋转圆环阵列具有更高的可靠性。该新型的天线阵列形式为下一代的“旋转圆环阵列综合孔径微波辐射计”系统设计提供了参考。2.“旋转圆环阵列综合孔径微波辐射计”信号传输建模分析在“旋转圆环阵列综合孔径微波辐射计”系统中,其接收机毫米波前端采用了平衡放大器的设计。针对平衡放大器构成的二元干涉结构,本文进行了具体的信号传输模型分析工作,并考虑了平衡放大器的非理想特性对信号传输的影响。通过该信号传输建模工作,可得到,基于平衡放大器结构干涉测量单元,其实际系统输出结果和理想干涉测量单元结果的关系。3.“旋转圆环阵列综合孔径微波辐射计”系统误差分析通过旋转圆环阵列综合孔径微波辐射计系统仿真软件,对系统中的各误差项对最终成像结果的影响进行了量化分析。建立了基于成像结果误差的模块化误差评估模型,量化给出各个误差项对最终成像结果的影响。从而可根据系统的整体指标对各模块及各误差项进行模块化指标设计。4.“旋转圆环阵列综合孔径微波辐射计”定标与误差校正系统设计基于系统的模块化误差分析结果,完成了旋转圆环阵列综合孔径微波辐射计定标与误差校正系统的设计。该定标系统可覆盖完整的系统信号链路,完成对硬件模块中各项误差的校正。该定标系统的实现是和旋转圆环阵列的天线阵列模式结合在一起的。针对综合孔径微波辐射计中误差校正的最重要的两项误差:幅度误差和相位误差。幅度误差的校正利用了旋转圆环阵列的阵列对称性。相位误差的校正利用了阵列旋转产生的冗余测量信息,从而设计完成了相位自校正算法。相位误差校正是综合孔径微波辐射计误差校正的难点,该相位自校正算法是本文提出的一种新型的综合孔径微波辐射计相位校正方法。本方法不需要额外的定标硬件设备,简化了系统硬件结构,同时可在目标亮温观测的同时完成相位误差校正,不额外占用定标时间。利用已有的旋转圆环阵列综合孔径微波辐射计原理样机,验证了该相位自校正算法的有效性。通过完成“旋转圆环阵列综合孔径微波辐射计”系统误差分析与误差校正的工作,可得到系统最终成像结果的定标误差与系统中各模块性能参数间的关系。该研究一方面可用于指导“旋转圆环阵列综合孔径微波辐射计”系统的模块化设计工作,另一方面可用于评估集成后系统的整体性能。
范志强[7]（2020）在《光电振荡器及其应用研究》文中研究说明具有低相位噪声、高频率稳定度的微波信号源是现代通信、雷达、导航及测量等电子系统的核心器件。光电振荡器是一种通过光电反馈环路将光能量转换为微波能量的微波光子信号产生技术,具有相位噪声低、频率稳定度高、频率调谐范围大的优点。该技术突破了电子技术产生微波信号的技术瓶颈,对提高电子系统性能具有重要意义,已经成为微波光子学的研究热点。本论文对光电振荡器进行了系统的理论与实验研究,包括基础理论、测试方法、新型结构及其应用研究。主要研究内容及创新点如下:1.光电振荡器基础理论研究研究了注入锁定光电振荡器的基础理论。通过推导时域相位差微分方程,建立了注入锁定OEO的理论模型,明晰了注入锁定OEO的锁定条件,解释了频率牵引现象,分析了相位噪声特性的影响因素。并通过实验验证了理论分析结果,该结果为注入锁定光电振荡器的研发提供了理论依据。2.光电振荡器相位噪声测试方法研究提出了基于波分复用结构的光延迟互相关微波信号相位噪声测量方法。在传统光延迟互相关相位噪声测量技术中,引入波分复用技术使两个测量通道共享数公里长延时光纤,降低了系统复杂度和双通道延时匹配的难度。搭建测试平台,实现了4-11GHz微波信号的相位噪声测量,在10GHz频点处的系统噪底为-152.6d Bc/Hz@10k Hz。该测量方法为宽带、低相噪微波信号源提供了一种相位噪声测量手段。基于光延迟互相关相位噪声测量系统,提出采用波分复用技术将光电振荡器与相位噪声测量系统相融合的光电振荡器相位噪声测量方法。搭建了共享光纤的双环路光电振荡器,边模抑制比达到82.4d B,并采用上述测量方法建立了相位噪声测试平台,在10.66GHz频点处测得相位噪声为-122d Bc/Hz@10k Hz,与商用相位噪声测量仪器的测试结果一致,降低了光电振荡器相位噪声测量的技术难度。3.新型结构光电振荡器研究研制了基于注入锁定和延时补偿技术的光电振荡器,通过延时补偿系统实时补偿由于温度等因素引起的环路延时变化,将振荡频率维持在注入信号的锁定范围内,实现了稳定的单模振荡。该光电振荡器在1000s时间内,温度波动范围22-31℃时,10.66GHz频点处实现了±0.1ppb的频率稳定度,边模抑制比达到78d B,频率调谐步进为10Hz。该成果提高了光电振荡器的边模抑制比和频率稳定度。研制了基于宇称-时间对称原理的可调谐光电振荡器。利用硅基集成微盘振荡器的互易性实现了宇称-时间对称结构,其强大的模式选择能力大大降低了对滤波器的带宽要求。利用硅基集成微盘振荡器的热调谐性,实现了可调谐光电振荡器。建立了实验系统,实现了15d Bm、2GHz至12GHz可调谐微波频率输出。当反馈环路长度约1km时,在10k Hz频率处的相位噪声达到了-117.3d Bc/Hz。该方法降低了对滤波器带宽的要求和实现了宇称-时间对称光电振荡器的调谐。研制了基于微波非线性放大技术的双频输出光电振荡器。实现了含有基频信号和三次谐波信号的双频输出。基频信号的频率调谐范围为6.68GHz至10.6GHz,调谐步进为50MHz/m A,输出功率为12.774±0.8d Bm;三次谐波信号的频率调谐范围为20.04GHz至31.9GHz,调谐步进为150MHz/m A,输出功率为-5.41±1.47d Bm。为实现高性能双频微波源提供了一种有效解决方案。4.光电振荡器应用研究基于互参考结构光电振荡器,提出了温度不敏感型应变和位移测量方法,其中互参考结构采用波分复用技术实现。分别研制了基于光电振荡器的应变和位移测量系统,其中应变测量系统测量范围大于600με,测量误差优于±0.3με,且不受温度影响;位移测量系统在模拟待测目标距离约为8km,采样时间为1ms时,位移测量误差为±11.14μm,速度测量误差为±3.90μm/ms,结果也不受温度影响。该方法克服了温度对测量系统的影响,同时兼有测量精度高、速度快的优点。
刘志强[8]（2019）在《高性能微波频率源与毫米波FMCW射频前端关键技术研究》文中进行了进一步梳理微波毫米波频率源是雷达、通信、电子对抗和测试测量设备等电子系统中必不可少的关键部件,其相位噪声特性、杂散抑制性能和扫频线性度等指标对系统性能有着重要影响。随着系统射频前端向更高频段和更宽带宽的方向发展,对频率源的性能提出了更高要求。本文以实现高性能微波频率源和毫米波射频前端为目标,研究了基于Delta-Sigma调制器（Delta-Sigma Modulator,DSM）的宽带小数N分频锁相环（Phase-Locked Loop,PLL）、直接数字频率合成器（Direct Digital Synthesizer,DDS）、DDS驱动PLL的高线性度扫频源、低相位噪声的混频PLL等频率源,以及毫米波调频连续波（Frequency-Modulated Continuous Wave,FMCW）射频前端中的相关理论问题和关键技术,对频率源扫频状态下的相位噪声理论模型、扫频线性度精确测量方法、杂散抑制技术、频率源相位噪声和扫频线性度对射频前端性能的影响,以及基于相参本振源的毫米波射频前端中相位噪声抵消效应等方面进行了深入的分析和研究。本文主要进展包括以下内容:1、应用线性时不变连续时间模型（Linear Time Invariant Continuous Time Model,LTI-CTM）,建立了基于高阶有源环路滤波器的DSM宽带小数N分频PLL在线性扫频状态下的相位噪声理论模型。将环路滤波器的传递函数和线性扫频稳态条件相结合,得到了PLL线性扫频稳态相位误差与环路参数的函数关系,将传统的基于低阶无源环路滤波的PLL的稳态相位误差理论模型推广应用到了宽带扫频源中更加常用的基于三阶、四阶有源环路滤波器的PLL的相位噪声分析,得出了在给定稳态相位误差情况下扫频斜率和环路参数应满足的条件。设计了基于DSM小数N分频PLL技术的双频X波段频率源和C波段宽带扫频源,对其相位噪声、杂散抑制等指标进行了仿真、测试与分析。测量了宽带线性扫频状态下不同电荷泵增益和扫频斜率时的小数N分频PLL分频端口输出信号的相位噪声,验证了关于扫频状态下相位噪声的理论模型。2、提出了一种分段采样并结合数字域Weaver接收机架构信号处理方案的宽带线性扫频信号线性度的精确测量方法。该方法采用下变频技术,通过切换本振频率将高频宽带线性扫频信号变换为可直接采样的中频扫频信号,在扫频同步信号和延时采样触发信号的控制下,对指定时间长度的扫频信号采样,在数字域拟合出与采样信号扫频斜率相同的理想线性扫频信号作为Weaver接收机的第一本振,采样信号经过数字混频后变换为近似于点频的低中频信号,解决了宽带扫频信号的滤波和镜频干扰抑制问题,降低了幅度噪声和杂散对瞬时频率解调精度的影响,理论分析和仿真结果表明了该测量方法的准确性和可靠性。为进行实验验证,设计了高线性度的DDS和DDS驱动的宽带整数分频PLL电路,实验结果表明频率步进、时间步进和扫频斜率是影响扫频线性度的重要因素。上述方法还应用于测量基于DSM的宽带小数N分频PLL的扫频线性度,考察了环路带宽、电荷泵增益和扫频斜率对线性度的影响。本文所提出的线性度测量方法为线性FMCW雷达研制生产提供了一种低成本、简单实用、高精度的线性度测量手段。3、在全面分析频率源和射频收发系统中的常见杂散来源的基础上,研究了包括优化频率分配和PLL环路带宽、带通/带阻滤波、吸收型滤波、优化射频方案等多种技术手段相结合的杂散抑制方法,为后续研制高性能雷达、通信系统等提供了丰富、灵活的技术手段。为了减小传统波导滤波器的体积且便于与平面电路集成,基于空气填充基片集成波导（Air-Filled Substrate Integrated Waveguide,AFSIW）,设计了多款新型的高性能滤波器及过渡电路。此外,基于高品质因数的AFSIW谐振器设计了一款低相位噪声振荡器,由于消除了谐振器内部的介质损耗,实现了比传统SIW振荡器低约10d B的相位噪声指标。4、深入研究了基于相参本振源架构的FMCW雷达系统的相位噪声对消机理,提出了包含本振源相位噪声与射频链路附加相位噪声的完整的相位噪声分析模型,详细分析了系统中各节点的相位噪声特性及其抵消效应,讨论了系统附加相位噪声对接收机输出信号相位噪声的影响,为相参本振源设计和系统相位噪声评估提供了理论依据。以短毫米波人体安检主动成像雷达为应用背景,设计了一种采用混频锁相架构的C波段低相位噪声双路频率源,并成功应用于W波段FMCW收发前端中。W波段收发前端的实测相位噪声抵消比达到了17 d B以上,验证了所建立的相位噪声模型及理论分析结果。5、针对机场跑道外来物（Foreign Object Debris,FOD）检测雷达的应用需求,提出了一种以宽带DSM小数N分频PLL为扫频源的W波段FMCW雷达射频前端的系统设计方案。根据等效全向辐射功率（Equivalent Isotropically Radiated Power,EIRP）、探测距离、FOD的雷达散射截面积（Radar-Cross Section,RCS）和分辨率等系统指标,确定了发射功率、接收灵敏度、接收输入功率范围等射频链路关键技术指标。在深入分析频率源相位噪声和扫频线性度对FMCW雷达系统性能影响的基础上,确定了基于DSM小数N分频PLL的点频源和三角波调制线性扫频源的方案与相关指标。进行了射频前端详细方案设计,研制了关键电路模块并完成了系统集成与测试,系统具备自检、状态监测和接收保护能力。将射频前端与天线系统集成,成功实现了FOD检测雷达前端样机,并在实验室环境下完成了多种FOD样品的探测。
李泽[9]（2012）在《微波光子信号处理中若干关键问题的研究》文中研究说明微波光子学是一门新兴的交叉学科,其研究范围包括微波信号的光子学发生、微波光子信号处理、基于光子技术的微波频率测量、微波光子传输链路、工作于微波频率的光电子器件、以及光控微波器件等。与传统的微波系统相比,微波光子系统具有带宽大、损耗低、结构紧凑及抗电磁干扰等诸多优点,可以有效的解决“电子瓶颈”的限制。很多在传统微波系统中很难实现的功能都可以利用微波光子技术来实现。因此,微波光子学近年来受到了国际研究人员的广泛关注,被广泛地应用于军事、医疗、通信及航空航天等诸多领域。本文首先介绍了微波光子学的发展历史、主要应用方向及主要器件,然后针对微波光子信号处理中的三个关键问题进行了研究,分别为基于光子学的微波任意波形发生、基于光子学的微波频率测量及光单边带调制和可调谐微波分数阶希尔伯特变换器,论文主要的创新点和学术贡献如下：1、提出并实验论证了两种基于电光调制器和光纤布拉格光栅（FBG）的频率大范围可调谐相位编码微波/毫米波信号发生的方案。实验中分别成功获得了22-27 GHz和40-50 GHz的相位编码射频信号,并使用伪随机二进制序列作为编码信号验证了所得相位编码信号的抗噪声压缩性能,压缩比分别达到了67.5和128。两种方案的频率可调谐范围在理论上分别可以达到12.5-100 GHz和40-110 GHz,如此大的可调谐频率范围使用传统的电子学方法是难以实现的。2、用理论研究和数值仿真的方法详细研究了基于相位调制器的时域脉冲整形（TPS）系统中三阶色散和色散不匹配引起的脉冲失真。首先对基于相位调制器的TPS系统进行了详细的理论分析,然后用数值仿真的方法验证了理论分析的正确性,其中,匹配三阶色散的存在会使系统输出脉冲展宽,且越高阶脉冲展宽就越严重；二阶色散不匹配会对各个输出脉冲引起同样的展宽；三阶色散不匹配则会使输出脉冲产生振荡衰减拖尾。最后,提出了用调制信号预失真技术来补偿三阶色散引起的脉冲展宽的方法,并进行了仿真验证。3、提出并实验论证了三种基于微波频率到功率比映射方法的微波光子瞬时频率测量方案。其中,前两种方案基于微波频率到光功率比映射的方法,实验得到了10 GHz的测量带宽。方案一使用了定标-查表的方法,这种方法对FBG的形状无严格要求,可以消除方案二中由形状误差引起的测量误差,这使得方案一的测量误差在0.08 GHz以内。方案二构造了微波频率到光功率比的线性映射关系,这一方面使得测频系统在最大的测量范围内得到了一个恒定的分辨率,另一方面,与方案一相比,系统在功率比函数斜率较小的低频段的分辨率在理论上得到了提高,但由于方案二对FBG频谱形状的精确度要求较高,因此测量误差在0.2GHz左右。方案三使用了微波频率到微波功率比线性映射的方法,测频范围为0.5-40 GHz,其中一路利用了正弦传递函数的线性段,但由于线性段存在固有误差且功率较低,这使得噪声的影响相对较大,系统的测频误差在0.5 GHz左右。4、用理论分析和数值仿真的方法提出并论证了一种基于光频梳和波分复用器的可重构微波光子信道化接收机。仿真中用两个串联的强度调制器产生了11根均匀谱线,这些谱线被用作11个光载波,而多个信道则是通过使用自由频谱范围（FSR）与相邻光载波的频率间隔稍有不同的多通道光滤波器实现的。仿真中对系统测频精度的可调谐性进行了较详细的分析和论证,对系统的动态范围进行了分析,并证明了使用优化的滤波器可以提高系统的动态范围。5、提出并论证了一种利用基于FBG的光希尔伯特变换器和马赫曾德尔干涉仪结构来实现光单边带调制的新方案。实验中,在6-15GHz工作频率范围得到了约20 dB的边带抑制比,所得到的光单边带信号在标准单模光纤中传输了45.6km,并成功克服了色散引起的射频功率衰减效应。6、提出并实验论证了两种分别基于等间隔和不等间隔抽头微波光子延迟线滤波器的阶数连续可调分数阶希尔伯特变换器（FHT）。其中,基于等间隔抽头微波光子滤波器的FHT利用了偏振调制器互补的相位调制特性和检偏器偏振调制到强度调制转换的特性,成功得到了负抽头,并通过调节中心抽头的系数实现了FHT分数阶的连续调节,实验中通过恒定输出功率掺铒光纤放大器的使用而使得不同阶FHT的频率响应功率波动在3 dB以内。实验演示了0.3-1阶的连续可调谐FHT,且通带内的相位误差小于5°。而基于不等间隔抽头微波光子滤波器的FHT通过正抽头的额外延时而引入了等效的负抽头,系统简单且易调节。实验演示了0.24-1阶的连续可调谐FHT,通带内的相位误差同样小于5°。
余龙舟[10]（2019）在《高功率微波新型扫描阵列天线研究》文中认为高功率微波源的输出功率难以突破固有的物理限制,通过空间功率相干合成的办法可以实现更高的等效辐射功率。空间功率相干合成对高功率微波天线提出了新的要求,不仅要求具有高功率容量、高辐射增益,还要求天线具有模块化、紧凑的结构设计、低制造成本以及具备波束扫描的能力。现有的高功率微波天线在波束扫描范围、制造成本、结构紧凑化等方面还无法很好满足应用需求。在此背景下,本文提出并研究了两种新型的波束扫描阵列天线。第一种是圆锥扫描分控的阵列天线:利用近场相位转换原理,通过旋转馈源阵面和介质透镜实现了二维波束扫描;第二种是行列扫描分控的阵列天线:该天线基于矩形波导窄边缝隙耦合馈电,以螺旋单元作为辐射单元,通过整列控制旋转螺旋单元的角度,并配合移相器调节每行波导内微波输入的初始相位,实现了整行列控制的二维波束扫描。论文针对以上内容开展了理论分析、数值模拟研究,并对部分结构开展了实验研究。具体工作有:（1）提出并研究了圆锥扫描分控的阵列天线。该阵列天线由馈源阵列天线和介质透镜构成。馈源天线为径向线波导缝隙耦合的螺旋阵列天线,本文详细分析了径向线波导缝隙耦合螺旋阵列天线的工作原理和设计过程,并设计了一直径为600 mm,一共包含17圈同心圆环阵列的天线,并对工作于Ku波段14.25 GHz的设计模型开展了系统的数值模拟研究,数值计算结合理论分析表明:该径向线波导缝隙耦合的螺旋阵列天线的反射低于-20.0 dB,口面效率超过70.0%,偏离法向的最大波束倾角为20°,功率容量达到600 MW。介质透镜采用介质填充椭圆孔阵列,对该透镜的性质进行了数值模拟研究,结果表明该介质透镜辐射波束偏离法向的最大波束倾角为22°,功率容量超过500 MW。并对馈源天线与介质透镜进行了联合仿真。数值计算结果表明:通过同步旋转馈源天线和介质透镜,实现了圆锥扫描分控,二维波束扫描达到空间90°锥角范围,系统反射低于-22.0 dB。（2）提出并研究了基于矩形波导窄边缝隙耦合馈电的直线阵列天线。该直线阵列天线是行列扫描分控阵列天线构成的基础。为了实现一维波束扫描,本文提出利用矩形波导窄边缝隙耦合馈电,利用螺旋单元作为辐射单元,通过旋转螺旋单元的螺旋线结构实现了沿波导宽边平面的一维波束扫描。本文对该直线阵列的设计理论及方法开展了系统的研究,解决了天线反射和波束漂移等问题。设计一工作于X波段9.4 GHz的直线阵列天线,并开展了数值模拟研究。结果表明:该直线阵列的反射低于-25.0 dB,一维纵向波束扫描范围在±30°范围内,副瓣电平低于-10.0 dB,主瓣增益变化低于1.5 dB。为后期组阵需要,设计并加工了一段工作在8.4 GHz的直线阵列天线,辐射单元数目为100个,并对该直线阵列天线进行了实验研究。实验测量结果表明:直线阵列的S参数的测量结果与仿真计算结果吻合,天线反射低于-35.0 dB;通过比较法测量的直线阵列的增益为28.4 dB;实验研究了直线阵列天线的一维波束扫描特性,在±35°范围内,辐射主瓣性能保持较好,增益变化不超过2.5 dB,但是系统交叉极化分量波瓣电平达到-8.0 dB,交叉极化波瓣产生的主要原因是由螺旋线的加工误差造成,并提出了改进的螺旋线结构。初步开展了直线阵列的功率容量的研究,初步验证了其输出25 MW（脉宽约25 ns）的能力。（3）提出并研究了新型旋转调节式波导移相器。该移相器基于矩形波导窄边缝隙电桥,通过将线极化模式转换成圆极化模式,圆极化模式反射波的相位由末端的旋转关节控制。本文详细分析了该旋转调节式波导移相器的特点及工作原理,并进行了仿真验证。数值模拟计算结果表明:该移相器能够实现连续线性相位调节,回波损耗小于0.1%。设计并加工了一波导移相器,该移相器工作于8.4 GHz,实验测量结果表明在非谐振状态下,能够实现线性相位调节,能量传输效率超过95.0%,但是在个别状态存在谐振现象。通过改进移相器结构,利用波导缝隙将谐振模式辐射即可有效抑制器件谐振。（4）提出并研究了行列扫描分控的阵列天线。该阵列天线主要由功分网络、移相器和辐射阵列三部分构成。功率分配网络采用了圆波导TM01-TE01-矩形波导TE10的工作模式,数值模拟结果显示在8.4 GHz实现了一分20路功率均分,插入损耗小于-0.4 dB,功率容量约1.5 GW。并以移相器和辐射波导为基础,搭建了行列扫描分控的阵列天线系统。利用数值模拟方法,建立了一个由20行波导,每行波导上有15个辐射单元构成的20×15矩形栅格阵列的简化模型,系统研究了辐射阵列的二维波束扫描能力。数值模拟结果显示:该行列扫描分控阵列天线在垂直于波导轴向的平面内,能够实现±35°范围的波束扫描,副瓣电平低于-12.0 dB,增益变化小于2.0 dB;在垂直于波导轴线的平面内能够实现±30°范围的波束扫描,副瓣电平低于-10.0 dB,增益变化小于1.5 dB。
二、微波系统中相位特性的测量和分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、微波系统中相位特性的测量和分析（论文提纲范文）
（1）微波毫米波高性能接收前端关键技术研究与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究与发展现状 |
| 1.2.1 陷波结构及带阻滤波器 |
| 1.2.2 幅度均衡及低群时延波动技术 |
| 1.2.3 微波/毫米波宽带系统应用 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 新型陷波结构及带阻滤波器研究 |
| 2.1 微波毫米波接收前端杂散信号分析 |
| 2.1.1 微波毫米波超外差接收前端杂散分类 |
| 2.1.2 微波毫米波超外差接收前端内部杂散产生的原因分析 |
| 2.1.3 微波毫米波超外差接收前端抑制杂散干扰的途径 |
| 2.2 高选择性微带陷波结构 |
| 2.2.1 λ/4波长平行耦合线谐振单元理论分析 |
| 2.2.2 基于微带耦合谐振单元的陷波结构设计与分析 |
| 2.2.3 电路制作和实验分析 |
| 2.3 基于陷波结构的高选择性带阻滤波器设计 |
| 2.3.1 高选择性带阻滤波器的设计 |
| 2.3.2 高选择性带阻滤波器电路实验 |
| 2.4 吸收型带阻滤波器的研究 |
| 2.4.1 吸收型带阻滤波器设计原理 |
| 2.4.2 吸收型带阻滤波器电路结构改进设计 |
| 2.4.3 双端吸收型带阻滤波器研制 |
| 2.4.4 紧凑型单端吸收型带阻滤波器研制 |
| 2.5 小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 微波毫米波系统群时延特性优化技术 |
| 3.1 微波毫米波接收前端通带群时延特性分析 |
| 3.1.1 接收机前端通带群时延响应特性 |
| 3.1.2 带通滤波器通带内群时延波动特性分析 |
| 3.2 低群时延波动带通滤波器设计方法研究 |
| 3.2.1 低群时延波动带通滤波器设计方案 |
| 3.2.2 低群时延波动带通滤波器的设计 |
| 3.2.3 低群时延波动带通滤波器的实验结果与分析 |
| 3.3 低群时延滤波电路在I-Q正交混频电路中的应用研究 |
| 3.3.1 I-Q正交混频器正交两路幅相失衡对成像系统的影响 |
| 3.3.2 低群时延波动滤波器设计分析及应用 |
| 3.3.3 高相位正交性I-Q混频器的实验结果 |
| 3.4 新型低损耗负群时延电路研究 |
| 3.4.1 低损耗负群时延电路模型 |
| 3.4.2 低损耗负群时延电路仿真与设计 |
| 3.4.3 电路实验结果分析 |
| 3.5 小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 Ka频段低幅相失真宽带接收前端关键技术研究 |
| 4.1 Ka频段低幅相失真宽带接收前端的研究背景和意义 |
| 4.2 微波毫米波宽带系统中幅频响应起伏的原因分析 |
| 4.2.1 微波毫米波系统幅频响应特点 |
| 4.2.2 级间阻抗失配与幅相响应关系分析 |
| 4.2.3 器件频响特性对幅相响应的影响分析 |
| 4.2.4 小结 |
| 4.3 幅频均衡电路研究 |
| 4.3.1 幅度均衡器设计原理 |
| 4.3.2 微波毫米波幅度均衡器电路设计与实验 |
| 4.4 系统总体方案及关键电路模块研制 |
| 4.4.1 Ka频段低幅相失真宽带接收前端的主要指标 |
| 4.4.2 低幅相失真接收机系统总体方案设计与优化 |
| 4.4.3 低群时延波动带通滤波器设计研究 |
| 4.4.4 毫米波频段电路模块设计关键技术与应用 |
| 4.5 Ka频段低幅相失真接收变频系统实验研究 |
| 4.5.1 系统通带幅频响应平坦度实验结果 |
| 4.5.2 系统带内群时延波动及带外抑制度实验结果 |
| 4.5.3 系统主要性能指标实验结果 |
| 4.6 小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 Ku波段LNB模块关键技术研究 |
| 5.1 研究现状与意义 |
| 5.1.1 研究背景与现状 |
| 5.1.2 研究意义 |
| 5.2 基于系统噪声系数最优的增益配置法研究 |
| 5.2.1 高性能Ku波段LNB主要技术指标要求 |
| 5.2.2 阻抗失配对接收系统噪声系数影响分析 |
| 5.2.3 基于系统噪声系数最优的增益配置法和LNB总体方案设计 |
| 5.3 宽带高增益微波毫米波系统噪声系数测量研究 |
| 5.3.1 噪声系数定义与测量方法 |
| 5.3.2 增益压缩对宽带系统噪声系数测量准确度的影响分析 |
| 5.4 Ku波段LNB电路关键电路模块研究 |
| 5.4.1 高性能低噪声放大模块研制 |
| 5.4.2 高性能本振源电路研究 |
| 5.4.3 L波段宽带均衡方案的设计 |
| 5.4.4 发射泄露抑制滤波及频段选择滤波方案研究 |
| 5.5 Ku波段低噪声接收模块关键指标实验研究 |
| 5.5.1 系统噪声系数、通道增益平坦度测试 |
| 5.5.2 LNB模块输出P1dB及三阶交调点测试 |
| 5.5.3 系统中频输出信号相位噪声测试 |
| 5.5.4 LNB模块增益随温度变化稳定度测试 |
| 5.6 小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 高灵敏度W波段宽带辐射计关键技术研究 |
| 6.1 毫米波被动成像研究背景及意义 |
| 6.2 宽带W波段辐射计亮温探测基本原理 |
| 6.2.1 黑体辐射理论 |
| 6.2.2 一般物体的电磁辐射特性 |
| 6.2.3 辐射计天线接收亮温构成分析 |
| 6.3 宽带毫米波辐射计灵敏度与有效带宽的研究 |
| 6.3.1 影响宽带毫米波辐射计系统灵敏度的因素 |
| 6.3.2 宽带毫米波辐射计有效带宽建模分析 |
| 6.3.3 宽带毫米波辐射计系统增益平坦度优化方案 |
| 6.4 高灵敏度W波段辐射计总体方案 |
| 6.4.1 高灵敏度W波段辐射计系统结构选择 |
| 6.4.2 高灵敏度W波段辐射计指标要求 |
| 6.4.3 高灵敏度W波段辐射计系统方案设计 |
| 6.5 高灵敏度W波段宽带辐射计关键电路研制 |
| 6.5.1 高增益平坦度宽带中频电路模块研究 |
| 6.5.2 U波段本振倍频源链路研制 |
| 6.5.3 W波段低噪与下变频器级联电路模块 |
| 6.6 高灵敏度W波段宽带辐射计实验研究 |
| 6.6.1 亮温灵敏度实验 |
| 6.6.2 长期工作稳定可靠性实验 |
| 6.7 小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 结束语 |
| 7.1 论文工作总结 |
| 7.2 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（2）光子辅助的宽带微波信号可重构收发关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 缩写词对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 光子辅助的宽带微波信号收发关键技术研究现状 |
| 1.2.1 光子辅助的宽带微波信号收发系统研究现状 |
| 1.2.2 宽带任意波形微波信号光学产生技术研究现状 |
| 1.2.3 宽频段微波光子变频技术研究现状 |
| 1.2.4 光学模数转换技术研究现状 |
| 1.3 本论文的创新点和章节安排 |
| 第二章 光子辅助的宽带微波信号收发技术理论基础 |
| 2.1 电光调制器的基本理论 |
| 2.1.1 MZ型电光强度调制器的工作原理 |
| 2.1.2 电光强度调制器的频域特征参数 |
| 2.2 光学辅助的微波变频技术基础 |
| 2.2.1 光学辅助的微波变频技术基本原理 |
| 2.2.2 光学辅助的微波变频技术性能参数 |
| 2.3 光采样电量化型模数转换技术基础 |
| 2.3.1 光采样电量化型模数转换技术基本原理 |
| 2.3.2 光采样电量化型模数转换技术性能参数 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于光电振荡器的微波下变频技术研究 |
| 3.1 技术方案及原理 |
| 3.2 实验结果及分析 |
| 3.2.1 光电振荡器测试结果 |
| 3.2.2 下变频实验结果与分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于光采样模数转换的微波频率测量技术研究 |
| 4.1 技术方案及原理 |
| 4.2 仿真结果与分析 |
| 4.3 实验结果及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于低速光采样的电光强度调制器微波特性测量 |
| 5.1 技术方案及原理 |
| 5.2 仿真结果及分析 |
| 5.3 实验结果及分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 光子辅助的宽带微波信号可重构收发系统 |
| 6.1 技术方案及原理 |
| 6.2 仿真结果与分析 |
| 6.3 实验结果与分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（3）EAST托卡马克上的先进集成微波反射计诊断系统（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 引言 |
| 1.1 聚变能与托卡马克 |
| 1.1.1 世界和中国的能源格局 |
| 1.1.2 核聚变能 |
| 1.1.3 磁约束核聚变与托卡马克 |
| 1.1.4 ITER托卡马克及ITER计划 |
| 1.1.5 我国聚变及国内现有的托卡马克 |
| 1.2 EAST托卡马克 |
| 1.2.1 EAST的基本特征和参数 |
| 1.2.2 EAST上的渗断系统 |
| 1.2.3 密度剖面和等离子体极向旋转以及密度涨落、湍流测量 |
| 1.3 文章总结 |
| 1.3.1 本论文研究工作总结 |
| 1.3.2 本论文的内容安排 |
| 第2章 反射计的理论原理和技术方案 |
| 2.1 等离子体中的电磁波 |
| 2.2 反射计诊断原理 |
| 2.2.1 剖面反射计测量托卡马克等离子体的密度剖面原理和分类 |
| 2.2.2 剖面反射计测量精度、误差来源分析以及减少误差的方法 |
| 2.2.3 多普勒背向散射仪径向电场以及粒子输运等测量原理 |
| 2.2.4 多普勒背向散射仪系统的测量精度和误差分析 |
| 2.3 EAST先进综合反射计的技术方案选择 |
| 2.3.1 剖面反射计的技术实现方案选择 |
| 2.3.2 多普勒背向散射仪的技术方案选择 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 数据处理和分析方法以及数值模拟 |
| 3.1 从中频信号中提取信息的方法 |
| 3.1.1 外差正交测量系统中的IQ中频信号的信息提取 |
| 3.1.2 零差系统中的中频IF信号中的信息提取 |
| 3.2 反射计系统数据处理中的谱分析方法 |
| 3.3 等离子体密度剖面反演 |
| 3.3.1 O-mode极化的测量剖面反演 |
| 3.3.2 X-mode极化的测量剖面反演 |
| 3.3.3 等离子体完整电子密度剖面反演 |
| 3.4 剖面反射计中其他的注意问题 |
| 3.4.1 等离子体密度涨落对密度剖面测量的影响 |
| 3.4.2 等离子体高温相对论效应对密度剖面测量的影响 |
| 3.4.3 纵向磁场误差场对密度剖面测量的影响 |
| 3.4.4 剖面反射计中的多普勒效应 |
| 3.4.5 反射计的极化角耦合(Pitch Angle) |
| 3.4.6 等离子体密度零点位置的判断 |
| 3.5 多普勒反射计中的数据分析方法和注意事项 |
| 3.5.0 从中频复信号中求多普勒频移的几种方法 |
| 3.5.1 SOL区对多普勒反射计的光路影响 |
| 3.5.2 多普勒系统中相关分析时的采样时钟同步问题 |
| 3.6 反射计系统中的自动化实时测量方法 |
| 3.6.1 等离子体密度零点位置自动化实时测量 |
| 3.6.2 用剖面反射计进行台基区高度、斜率的实时测量 |
| 3.6.3 用多普勒背向散射仪对等离子体极向旋转速度剖面实时测量 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 EAST上的先进集成反射计的搭建和测试 |
| 4.1 集成准光学系统 |
| 4.1.1 准光学前端 |
| 4.1.2 波导传输线 |
| 4.1.3 基模波导喇叭和过模皱褶波导的耦合 |
| 4.1.4 准光学系统的测试 |
| 4.1.5 准光学系统中的保护措施 |
| 4.2 电子学系统 |
| 4.2.1 剖面反射计电子学系统 |
| 4.2.2 8道多普勒背向散射仪电子学系统 |
| 4.3 其他配套辅助系统 |
| 4.3.1 高速数据流盘采集系统 |
| 4.3.2 数据存储FTP服务器 |
| 4.3.3 电源滤波和防浪涌系统 |
| 4.4 平台测试和校准系统的研制 |
| 4.4.1 剖面反射计中VCO线性化与动态校准 |
| 4.4.2 剖面反射计系统的中频降频的方案对比 |
| 4.4.3 8道DBS输出增益和直流偏置的调节 |
| 4.4.4 8道DBS一次混频IF信号的滤波器调试 |
| 4.4.5 8道DBS多普勒频移测试和校准 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 反射计诊断系统在EAST的初步实验结果 |
| 5.1 剖面反射计系统的初步测量结果 |
| 5.1.1 L-H模式放电中的电子密度剖面测量 |
| 5.1.2 利用X-mode的数据进行等离子体的密度零点判断 |
| 5.1.3 L-H约束模转换时台基区高度和斜率的变化 |
| 5.2 8道DBS系统的初步测量结果 |
| 5.2.1 8道DBS在等离子体L-H模放电中测量结果 |
| 5.2.2 LHCD功率调制加热下极向旋转速度的变化 |
| 5.2.3 ELMs爆发期间多普勒频移的变化 |
| 5.2.4 ELMs缓解抑制时准相干模QCM研究 |
| 5.2.5 利用多普勒反射计观察到的其他湍流模式 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文研究工作总结 |
| 6.1.1 先进集成反射计准光学收发前端研制 |
| 6.1.2 剖面反射计电子学系统的研制 |
| 6.1.3 8道多普勒背向散射仪的电子学系统 |
| 6.1.4 其他辅助系统的搭建 |
| 6.1.5 先进集成反射计系统在EAST实验中的测量结果 |
| 6.2 未来研究工作展望 |
| 6.2.1 密度涨落对电子密度剖面测量的影响的数值模拟 |
| 6.2.2 减少准光学传输系统中的反射 |
| 6.2.3 湍流模式和机理的研究 |
| 6.2.4 湍流的波数谱的绝对定标测量 |
| 6.2.5 极化方案更改 |
| 6.2.6 改用一次IQ混频来进行动态校准 |
| 6.2.7 利用FPGA技术实现实时测量和反馈控制 |
| 6.2.8 电子学机箱和电源滤波改造 |
| 附录A 基模高斯光学理论 |
| 附录B 高斯光束薄透镜变换理论 |
| 附录C DBS准光学前端设计 |
| 附录D 主要器件的参数 |
| 参考文献 |
| 个人简历 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
| 致谢 |
（4）微波功率放大器行为模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 功率放大器模型种类概述 |
| 1.3 频域行为级模型国内外研究动态 |
| 1.3.1 S参数 |
| 1.3.2 热态S参数 |
| 1.3.3 X参数 |
| 1.3.4 S函数模型 |
| 1.3.5 卡迪夫模型 |
| 1.3.6 QPHD模型 |
| 1.4 本文的研究内容 |
| 第二章 K参数原理 |
| 2.1 放大器非线性特性 |
| 2.2 K参数原理推导 |
| 2.3 K参数相位关系推导 |
| 2.3.1 相位的定义 |
| 2.3.2 交叉频率相位的定义 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 K参数模型提取平台 |
| 3.1 K参数模型仿真提取平台 |
| 3.1.1 K参数模型仿真提取 |
| 3.1.2 K参数模型的实现 |
| 3.1.3 反射波多项式展开阶数确定 |
| 3.1.4 K参数仿真模型的验证 |
| 3.2 K参数模型测试提取平台 |
| 3.2.1 测试平台选择 |
| 3.2.2 K参数模型测试平台原理仿真 |
| 3.2.3 绝对校准技术 |
| 3.2.4 针对记录入射波的数据处理 |
| 3.2.5 最简K参数提取平台 |
| 3.2.6 针对功率放大器的K参数提取平台 |
| 3.3 负载牵引取点方法研究 |
| 3.3.1 扇形取点法 |
| 3.3.2 蜂窝取点法 |
| 3.3.3 蜂窝取点法验证 |
| 3.3.4 应用蜂窝取点法的K参数 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 行为模型级联效应研究 |
| 4.1 S参数级联特性推导 |
| 4.2 K参数级联特性研究 |
| 4.2.1 源牵引能力分析 |
| 4.2.2 负载牵引能力分析 |
| 4.2.3 K参数级联能力验证 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 基于K参数的二端口器件模型研究 |
| 5.1 针对限幅器进行K参数提取 |
| 5.2 针对太赫兹三倍频器进行K参数提取 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（5）基于光电振荡机制的微波信号处理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要缩写表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 微波光子技术 |
| 1.2.1 微波光子技术概述 |
| 1.2.2 微波光子系统应用 |
| 1.3 基于光电振荡器的微波信号处理 |
| 1.3.1 微波信号产生 |
| 1.3.2 微波信号探测 |
| 1.3.3 微波光子变频 |
| 1.4 本论文的主要工作和内容 |
| 2 光电振荡理论模型与性能分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 微波光子链路性能分析 |
| 2.2.1 相位调制器 |
| 2.2.2 强度调制器 |
| 2.2.3 主要性能指标 |
| 2.3 光电振荡器理论分析 |
| 2.3.1 系统增益 |
| 2.3.2 边模功率 |
| 2.3.3 探测灵敏度 |
| 2.3.4 相位噪声 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于可鉴频OEO的低功率微波信号探测 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 频率可调谐的微波光子滤波器 |
| 3.2.1 基于相位调制和PS-FBG的微波光子滤波器 |
| 3.2.2 PS-FBG反射光谱 |
| 3.2.3 微波光子滤波响应 |
| 3.3 基于OEO的低功率微波信号探测 |
| 3.3.1 系统构成和工作原理 |
| 3.3.2 信号探测系统性能分析 |
| 3.3.3 QPSK调制信号的探测性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于等效相位调制的OEO探测增益提升 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于等效相位调制和PS-FBG的高增益OEO |
| 4.2.1 基于DP-MZM的等效相位调制 |
| 4.2.2 高增益OEO工作原理 |
| 4.3 探测性能理论分析 |
| 4.3.1 系统增益 |
| 4.3.2 边模功率和探测灵敏度 |
| 4.4 实验结果与讨论 |
| 4.4.1 探测灵敏度 |
| 4.4.2 频率选择性放大 |
| 4.4.3 QPSK调制信号探测 |
| 4.4.4 系统性能优化 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 无外部本振的微波光子下变频 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 频率可调谐偏振复用双环路OEO |
| 5.3 本振信号性能测试与分析 |
| 5.3.1 频率可调谐特性 |
| 5.3.2 频谱纯净度 |
| 5.4 微波光子下变频性能测试与分析 |
| 5.4.1 相位噪声 |
| 5.4.2 本振频率可调谐的微波光子下变频 |
| 5.4.3 无杂散动态范围 |
| 5.4.4 16-QAM调制信号的微波光子下变频 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）旋转圆环阵列综合孔径微波辐射计系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 被动微波遥感的特点及意义 |
| 1.1.2 微波辐射测量的基本原理 |
| 1.1.3 微波辐射计的发展及前沿 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 综合孔径微波辐射计的发展现状 |
| 1.2.2 综合孔径微波辐射计的关键技术研究现状 |
| 1.3 课题研究的目的意义及创新点 |
| 1.4 论文主要内容及章节安排 |
| 第2章 综合孔径微波辐射计工作原理概述 |
| 2.1 综合孔径微波辐射计的成像原理 |
| 2.1.1 傅里叶变换与空间频率域采样 |
| 2.1.2 二元干涉仪与可见度函数 |
| 2.2 综合孔径微波辐射计的系统总体设计与性能指标 |
| 2.2.1 综合孔径微波辐射计的无混叠视场 |
| 2.2.2 综合孔径微波辐射计的空间分辨率 |
| 2.2.3 综合孔径微波辐射计的辐射灵敏度 |
| 2.3 综合孔径微波辐射计的成像反演算法 |
| 2.3.1 G矩阵反演方法 |
| 2.3.2 基于逆傅里叶变换的反演方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 旋转圆环阵列综合孔径微波辐射计系统结构研究 |
| 3.1 圆环天线阵列设计 |
| 3.1.1 全圆环优化天线阵列设计 |
| 3.1.2 基于循环子阵的圆环阵列设计 |
| 3.1.3 圆环满阵设计 |
| 3.2 旋转圆环阵列综合孔径微波辐射计单元接收机架构 |
| 3.2.1 天线模块 |
| 3.2.2 毫米波前端模块 |
| 3.2.3 中频模块 |
| 3.2.4 数字相关器模块 |
| 3.2.5 单元接收机性能测试 |
| 3.3 基于平衡放大器的信号模型分析 |
| 3.3.1 二元干涉仪信号传输模型 |
| 3.3.2 理想平衡放大器信号传输模型 |
| 3.3.3 非理想平衡放大器信号传输模型 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 旋转圆环阵列综合孔径微波辐射计误差分析 |
| 4.1 旋转圆环阵列综合孔径微波辐射计误差分类 |
| 4.2 GIMS-2 系统仿真软件与反演图像误差 |
| 4.3 天线模块误差分析 |
| 4.3.1 天线阵列误差分析 |
| 4.3.2 天线单元误差分析 |
| 4.3.3 相关偏置误差分析 |
| 4.4 毫米波前端模块误差分析 |
| 4.4.1 前端放大器误差分析 |
| 4.4.2 本振网络与混频器误差分析 |
| 4.5 中频模块误差分析 |
| 4.6 数字相关器模块误差分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 旋转圆环阵列综合孔径微波辐射计定标与误差校正 |
| 5.1 可见度函数预处理 |
| 5.1.1 量化门限误差的校正 |
| 5.1.2 IQ非正交性误差校正 |
| 5.1.3 相关偏置误差校正 |
| 5.1.4 幅度误差校正 |
| 5.1.5 相位误差的校正 |
| 5.1.6 可见度函数的测量与预处理流程 |
| 5.2 系统整体校正 |
| 5.2.1 边缘洗涤函数定标 |
| 5.2.2 平坦目标响应定标 |
| 5.2.3 点目标响应定标 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）光电振荡器及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 微波光子信号产生技术概述 |
| 1.2.1 非线性调制倍频 |
| 1.2.2 光学拍频 |
| 1.2.3 光电振荡器 |
| 1.3 光电振荡器发展现状 |
| 1.3.1 光电振荡器典型技术 |
| 1.3.2 光电振荡器典型应用 |
| 1.4 主要研究内容和章节安排 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 章节安排 |
| 第二章 光电振荡器理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光电振荡器技术指标 |
| 2.2.1 相位噪声 |
| 2.2.2 频率稳定度 |
| 2.2.3 噪声谱与阿伦方差之间的关系 |
| 2.3 单环结构光电振荡器振荡特性研究 |
| 2.3.1 单环结构光电振荡器频谱特性 |
| 2.3.2 单环结构光电振荡器相位噪声特性 |
| 2.4 注入锁定结构光电振荡器振荡特性研究 |
| 2.4.1 注入锁定结构光电振荡器频谱特性 |
| 2.4.2 注入锁定结构光电振荡器相位噪声特性 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 光电振荡器的相位噪声测试方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 微波源相位噪声测试方案 |
| 3.2.1 相位噪声测试方案概述 |
| 3.2.2 光子延时互相关相位噪声测试方案 |
| 3.2.3 基于波分复用技术的光子延时互相关相位噪声测试方案 |
| 3.3 光电振荡器相位噪声测试 |
| 3.3.1 基于波分复用技术的光电振荡器 |
| 3.3.2 基于光子延时互相关技术的光电振荡器相位噪声测试方案 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 新型光电振荡器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于注入锁定和延时补偿的光电振荡器 |
| 4.2.1 模型及工作原理 |
| 4.2.2 实验结果分析 |
| 4.3 基于宇称-时间对称原理的光电振荡器 |
| 4.3.1 宇称-时间对称的选模机制 |
| 4.3.2 宇称-时间对称光纤激光器 |
| 4.3.3 宇称-时间对称光电振荡器 |
| 4.4 双频输出光电振荡器 |
| 4.4.1 模型及工作原理 |
| 4.4.2 实验结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 光电振荡器应用研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 光电振荡器应变传感研究 |
| 5.2.1 模型及工作原理 |
| 5.2.2 实验结果分析 |
| 5.3 光电振荡器远距离位移传感研究 |
| 5.3.1 模型及工作原理 |
| 5.3.2 实验结果分析 |
| 5.4 光电振荡器准分布式传感结构 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 论文的主要创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（8）高性能微波频率源与毫米波FMCW射频前端关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 专用术语注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究发展现状 |
| 1.2.1 频率合成技术 |
| 1.2.2 毫米波FMCW雷达系统应用 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 基于DSM的小数分频PLL理论模型与实验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于DSM的小数分频PLL特性分析 |
| 2.2.1 小数N分频PLL |
| 2.2.2 Delta-Sigma调制器基本理论 |
| 2.2.3 MASH调制器建模与性能分析 |
| 2.2.4 PLL的相位噪声特性 |
| 2.3 双频段LNB中的频率源 |
| 2.3.1 LNB研究背景与总体方案设计 |
| 2.3.2 基于DSM的小数N分频双频率本振源 |
| 2.3.3 LNB模块设计与实验研究 |
| 2.4 基于DSM的宽带小数分频PLL研究 |
| 2.4.1 基于连续时间模型的扫频状态下相位噪声特性分析 |
| 2.4.2 基于DSM的宽带小数分频PLL方案设计 |
| 2.4.3 PLL性能仿真分析与电路设计 |
| 2.4.4 点频状态下性能测试与分析 |
| 2.4.5 扫频状态下性能测试与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 宽带扫频信号线性度精确测量方法与DDS驱动的锁相扫频源 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 扫频线性度测量方法研究 |
| 3.2.1 扫频信号采集方案 |
| 3.2.2 瞬时频率计算 |
| 3.2.3 数字信号处理方案 |
| 3.2.4 仿真验证与分析 |
| 3.2.5 分段测量结果的整合 |
| 3.3 DDS电路设计与实验研究 |
| 3.3.1 DDS电路基本原理与扫频线性度分析 |
| 3.3.2 整体方案 |
| 3.3.3 DDS电路设计 |
| 3.3.4 DDS电路的点频性能测试与分析 |
| 3.3.5 DDS电路的扫频性能测试与分析 |
| 3.4 整数分频锁相环电路研究 |
| 3.4.1 方案设计 |
| 3.4.2 PLL相位噪声分析、仿真和电路设计 |
| 3.5 DDS驱动的PLL性能测试与分析 |
| 3.5.1 单频点输出性能测试与分析 |
| 3.5.2 扫频输出性能测试与分析 |
| 3.6 DSM小数N分频PLL扫频线性度的测试与对比分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 杂散抑制技术研究与低相位噪声振荡器设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 频率源杂散分析与抑制方法 |
| 4.2.1 器件固有杂散 |
| 4.2.2 变频杂散 |
| 4.2.3 电源杂散 |
| 4.2.4 数字与控制电路杂散 |
| 4.3 低相位噪声振荡器设计 |
| 4.3.1 高Q值 AFSIW谐振器设计 |
| 4.3.2 低相位噪声振荡器设计与测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 低相位噪声双路相参频率源及应用研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于异频双本振架构的LFMCW雷达系统 |
| 5.2.1 系统概述 |
| 5.2.2 频谱特性分析 |
| 5.2.3 相位噪声抵消特性分析 |
| 5.3 C波段双路频率源方案设计与实验 |
| 5.3.1 频率源性能指标分析 |
| 5.3.2 基于混频锁相的双路频率源方案设计 |
| 5.3.3 双路频率源性能测试 |
| 5.4 C波段双路频率源在W波段射频前端中的应用 |
| 5.4.1 W波段射频前端系统方案概述 |
| 5.4.2 关键电路研制 |
| 5.4.3 W波段射频前端相位噪声抵消实验研究 |
| 5.5 X波段低相位噪声频率源研究 |
| 5.5.1 频率源方案设计 |
| 5.5.2 频率源性能测试 |
| 5.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 W波段FMCW雷达射频前端设计与应用研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 FOD检测雷达系统概述 |
| 6.2.1 射频前端架构分析与选择 |
| 6.2.2 FMCW雷达基本原理 |
| 6.3 FMCW雷达系统设计考虑与关键指标分析 |
| 6.3.1 收发链路设计考虑与关键指标分析 |
| 6.3.2 频率源设计考虑与关键指标分析 |
| 6.4 射频前端详细设计方案与实验研究 |
| 6.4.1 射频前端总体方案 |
| 6.4.2 本振链路设计与实验研究 |
| 6.4.3 接收链路设计与实验研究 |
| 6.4.4 发射链路设计与实验研究 |
| 6.4.5 控制方案 |
| 6.5 射频前端集成测试 |
| 6.5.1 发射链路输出功率测试 |
| 6.5.2 接收链路噪声系数测试 |
| 6.5.3 接收链路输出频谱及增益测试 |
| 6.6 FMCW雷达系统目标检测实验 |
| 6.6.1 雷达系统测试平台搭建 |
| 6.6.2 多目标探测实验 |
| 6.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 结束语 |
| 7.1 论文工作总结 |
| 7.2 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）微波光子信号处理中若干关键问题的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 微波光子学 |
| 1.2 微波光子信号处理研究现状 |
| 1.3 微波光子系统的主要器件 |
| 1.4 本论文的主要创新工作及结构安排 |
| 参考文献 |
| 第2章 基于光子学的微波任意波形发生 |
| 2.1 研究背景 |
| 2.2 光纤布拉格光栅(FBG) |
| 2.3 基于平顶FBG和相位调制器的可调谐相位编码微波信号发生 |
| 2.4 基于保偏FBG和偏振调制器的可调谐相位编码毫米波信号发生 |
| 2.5 基于相位调制器的时域脉冲整形系统中脉冲失真的研究 |
| 2.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 基于光子学的微波频率测量 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 基于FBG和光功率检测的微波瞬时频率测量方案(一) |
| 3.3 基于FBG和光功率检测的微波瞬时频率测量方案(二) |
| 3.4 基于偏振调制器和微波功率检测的微波瞬时频率测量 |
| 3.5 基于光频梳和波分复用器的微波光子信道化接收机 |
| 3.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 光单边带调制和微波光子分数阶希尔伯特变换器 |
| 4.1 RoF系统中的光单边带调制和希尔伯特变换器 |
| 4.2 微波光子滤波器的基本原理 |
| 4.3 基于光纤光栅希尔伯特变换器的光单边带调制 |
| 4.4 基于微波光子滤波器的可调谐微波分数阶希尔伯特变换器 |
| 4.5 基于不等间隔抽头的微波光子分数阶希尔伯特变换器 |
| 4.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 总结与展望 |
| 攻读博士学位期间发表论文 |
（10）高功率微波新型扫描阵列天线研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 高功率微波天线及波束扫描的研究现状 |
| 1.2.1 高功率微波模式转换天线 |
| 1.2.2 高功率微波径向线螺旋阵列天线 |
| 1.2.3 高功率微波波导缝隙阵列天线 |
| 1.2.3.1 高功率微波一维扫描波导缝隙阵列天线 |
| 1.2.3.2 高功率微波二维波束扫描波导缝隙阵列天线 |
| 1.2.3.3 基于漏波波导的一维相位扫描阵列天线 |
| 1.2.3.4 高功率无移相器自旋转波束扫描天线 |
| 1.2.4 基于近场相位转换实现高功率波束扫描透镜天线 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 第二章 圆锥扫描分控的阵列天线研究 |
| 2.1 径向线波导缝隙耦合的螺旋阵列天线 |
| 2.1.1 C形缝隙耦合馈电 |
| 2.1.1.1 C形缝隙耦合馈电结构及其特点 |
| 2.1.1.2 C形缝隙耦合结构的耦合特性分析 |
| 2.1.2 小螺旋辐射单元的设计 |
| 2.1.2.1 螺旋辐射单元的互耦及改善 |
| 2.1.2.2 螺旋单元的反射及改善 |
| 2.1.2.3 优化的螺旋辐射单元及性能 |
| 2.1.3 径向线波导缝隙耦合的螺旋阵列天线设计 |
| 2.1.3.1 螺旋辐射单元布局 |
| 2.1.3.2 天线口面电阻分布及径向线波导馈电形式的选择 |
| 2.1.3.3 C形缝隙耦合结构及消除反射脊结构尺寸 |
| 2.1.3.4 小螺旋单元螺旋线结构的旋转角度 |
| 2.1.3.5 径向线波导缝隙耦合的螺旋阵列天线仿真 |
| 2.2 介质透镜的波束偏转特性 |
| 2.3 二维波束扫描分析 |
| 2.3.1 馈源天线实现偏转波束 |
| 2.3.2 与介质透镜配合的二维波束扫描 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 行列分控式扫描阵列天线研究 |
| 3.1 矩形波导窄边C型缝隙的耦合特性 |
| 3.2 矩形波导窄边C形缝隙耦合馈电的直线阵列的设计 |
| 3.2.1 耦合结构设计及耦合辐射单元模型 |
| 3.2.2 矩形波导窄边缝隙耦合馈电的直线阵列天线设计及仿真研究 |
| 3.2.2.1 直线阵列反射消除 |
| 3.2.2.2 波导传播常数的修正 |
| 3.2.2.3 辐射场结构与功率容量分析 |
| 3.2.2.4 一维波束扫描与远场方向图分析 |
| 3.3 矩形栅格阵列的二维波束扫描特性 |
| 3.3.1 阵列布局与平面阵列的基本理论 |
| 3.3.2 平面矩形栅格的仿真分析 |
| 3.3.2.1 平面矩形栅格阵列的传输特性和电场分布 |
| 3.3.2.2 平面矩形栅格阵列横向平面内的一维波束扫描特性 |
| 3.3.2.3 空间二维波束扫描 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 功率分配网络及移相器的设计研究 |
| 4.1 功率分配网络的设计 |
| 4.2 新型旋转调节式波导移相器研究 |
| 4.2.1 新型旋转调节式波导移相器的结构及功能 |
| 4.2.2 新型旋转调节式波导移相器的仿真设计 |
| 4.2.2.1 矩形波导窄边缝隙电桥的优化设计 |
| 4.2.2.2 模式转换器的优化设计 |
| 4.2.2.3 圆极化反射器的优化设计 |
| 4.2.2.4 移相器整体的联合仿真 |
| 4.2.3 新型旋转调节式波导移相器的工程设计及公差分析 |
| 4.2.3.1 移相器的工程设计 |
| 4.2.3.2 新型旋转调节式波导移相器的公差分析 |
| 4.2.4 新型旋转调节式波导移相器的实验研究 |
| 4.2.5 移相器的热测实验方案 |
| 4.2.6 移相器的改进设计 |
| 4.3 整行列扫描分控的阵列天线系统 |
| 4.3.1 平面矩形栅格阵列的系统结构 |
| 4.3.2 平面矩形栅格阵列的实验规划 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 矩形波导缝隙耦合的扫描直线阵列天线实验研究 |
| 5.1 基于矩形波导窄边缝隙耦合的直线阵列天线的工程设计 |
| 5.2 基于矩形波导窄边缝隙耦合的直线阵列的公差分析 |
| 5.3 基于矩形波导窄边缝隙耦合的直线阵列的实验研究 |
| 5.3.1 直线阵列天线的S参数测量 |
| 5.3.1.1 传输参数S21的测量 |
| 5.3.1.2 反射参数S11的测量 |
| 5.3.2 直线阵列天线辐射性能的测量 |
| 5.3.2.1 直线阵列天线方向图的测量 |
| 5.3.2.2 天线增益和频率带宽特性测量 |
| 5.3.2.3 直线阵列天线波束扫描特性测量 |
| 5.4 螺旋辐射单元的改进 |
| 5.5 直线阵列天线的高功率实验测量 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 主要工作与基本结果 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
四、微波系统中相位特性的测量和分析（论文参考文献）
- [1]微波毫米波高性能接收前端关键技术研究与应用[D]. 刘刚. 东南大学, 2017(12)
- [2]光子辅助的宽带微波信号可重构收发关键技术研究[D]. 马阳雪. 电子科技大学, 2019(01)
- [3]EAST托卡马克上的先进集成微波反射计诊断系统[D]. 胡健强. 中国科学技术大学, 2017(02)
- [4]微波功率放大器行为模型研究[D]. 谢成诚. 电子科技大学, 2020(07)
- [5]基于光电振荡机制的微波信号处理研究[D]. 邵宇辰. 大连理工大学, 2019(06)
- [6]旋转圆环阵列综合孔径微波辐射计系统研究[D]. 韩东浩. 中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心), 2017(09)
- [7]光电振荡器及其应用研究[D]. 范志强. 电子科技大学, 2020(03)
- [8]高性能微波频率源与毫米波FMCW射频前端关键技术研究[D]. 刘志强. 东南大学, 2019(01)
- [9]微波光子信号处理中若干关键问题的研究[D]. 李泽. 浙江大学, 2012(08)
- [10]高功率微波新型扫描阵列天线研究[D]. 余龙舟. 国防科技大学, 2019(01)