课题基金 / 基金详情

基于模式分集的光纤真延时二维多波束形成技术研究

批准号:
62075080
项目类别:
面上项目
资助金额:
59.0 万元
负责人:
胡贵军
依托单位:
学科分类:
传输与交换光子器件
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
胡贵军

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
为满足雷达系统和无线通信系统在全空域实现多目标搜索和跟踪的实际需求,针对目前二维波束形成系统难以兼具广覆盖、低成本、多波束扫描的问题,本项目提出了一种基于模式分集的光纤真延时二维多波束形成技术,利用少模光纤的模式维度,在单一波长条件下实现广覆盖、低成本、多波束的二维波束形成系统。本课题拟研究少模光纤不同模式的延时调控技术,研究基于模式分集的光纤真延时二维多波束的形成和调控技术,解决模式耦合带来的波束旁瓣抬高和主极大峰功率下降问题,完成基于模式分集的光纤真延时二维多波束系统的原理性实验,主要技术指标为:方位角扫描范围≥±60度,俯仰角扫描范围≥±60度,波束数量≥4。基于模式分集的光纤真延时二维多波束形成技术在单一波长下就可以实现二维多波束的形成和调控,具有成本低、覆盖范围大、易于实现多波束扫描等特点。课题研究将为高性能波束形成提供一种新的思路和有效方法。
英文摘要
Radar systems and wireless communication systems are widely applied to search and track multiple targets in space. However, it is difficult for the two-dimensional beam forming system in terms of trading off wide coverage, low cost and multi-beam scanning at present. To meet the practical requirements of the radar systems and wireless communication systems, a fiber-optic true delay two-dimensional multi-beam forming technology based on mode diversity is proposed in this proposal. The two-dimensional beam forming system with wide coverage, low cost and multi-beam forming capability is realized by bringing in the modes of few-mode fiber under a single wavelength. In this project, we will study the delay steering technology of different modes of the few-mode fiber. The formation and steering technology of the fiber-optic true delay two-dimensional multi-beam former based on mode diversity will be researched. The problem of the beam side lobe elevation and the main peak power reduction caused by the mode coupling will be solved. The principle experiment of fiber-optic true delay two-dimensional multi-beam former based on mode diversity will be accomplished. The two-dimensional multi-beam former with main technical indicators are that azimuth scanning range will be equal or greater than ±60 degrees, elevation scanning range will be equal or greater than±60 degrees , the number of beams will be equal or greater than 4. The fiber-optic true delay two-dimensional multi-beam former based on mode diversity can be realized and steered under a single wavelength,which has the advantages of wide coverage, low cost and easy multi-beam scanning. Our project will provide some new ideas and effective methods for high-performance beam forming.
波束形成技术在雷达系统和无线通信系统中有着广泛应用。基于光纤真延时的波束形成技术采用光学方法实现微波光子移相,具有低损耗、抗电磁干扰等优势。在本项目中,提出了基于少模光纤不同模式的真延时调控技术,采用飞秒激光直写技术制备了少模光纤布拉格光栅(FM-FBG),基于FM-FBG,设计并制作了步进为12ps的少模光纤模式延时线。研究了基于模式分集的二维多波束的形成技术,利用单级光真延时(OTTD)模块形成了两个维度的延时差Δτ_x、Δτ_y,从而形成了二维多波束。研究了基于模式分集的二维多波束的调控技术,采用2×2光开关和FM-FBG实现了波束的俯仰角和方位角调控。研究了基于模式分集的二维多波束形成的串扰消除技术,分析了模式耦合因素对系统幅度误差、射频增益和噪声系数的影响,采用复数独立成分分析(ICA)算法对模式串扰进行了消除。研究了基于模式分集的多波束形成系统的实现技术,分别搭建了基于模式分集的光纤真延时二维单波束形成系统、一维同频多波束形成系统,以及二维异频多波束形成系统,最后测试了异频四波束的远场辐射方向图并给出了系统的应用前景,四个波束整体的方位角扫描范围达到-60°~60°,俯仰角扫描范围达到-61°~61°,其中在L波段内四个波束的第一旁瓣电平最小值为-28dB;S波段内四个波束的第一旁瓣电平均为-21dB,C波段内四个波束的第一旁瓣电平均为-21dB。项目资助发表相关论文18篇,其中SCI检索论文18篇,共申请国家发明专利7项,其中获授权国家发明专利4项,培养研究生10名。
少模光时域反射仪
  • 批准号:
    62227819
  • 项目类别:
    国家重大科研仪器研制项目
  • 资助金额:
    895.00万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    胡贵军
  • 依托单位:
基于频域多通道盲解卷积的模式分集复用系统解复用技术研究
  • 批准号:
    61575078
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    胡贵军
  • 依托单位:
基于独立成分分析的模式群分集复用系统解复用技术研究
  • 批准号:
    61177066
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    68.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    胡贵军
  • 依托单位:
自适应非饱和OFDM多模光纤通信技术研究
  • 批准号:
    61077054
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    15.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    胡贵军
  • 依托单位:
国内基金
海外基金