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文檔簡(jiǎn)介
1、光時(shí)域反射儀(OTDR)被廣泛應(yīng)用在光纖鋪設(shè)和光纖故障監(jiān)測(cè)等?,F(xiàn)有的OTDR存在著空間分辨率和測(cè)量距離的矛盾關(guān)系。光頻域反射儀(OFDR)雖然空間分辨率較高,但其測(cè)量距離受限于光源的線(xiàn)寬,對(duì)激光器的要求較高。我們?cè)贠TDR和OFDR基礎(chǔ)上,提出一種新的反射測(cè)量技術(shù):光脈沖壓縮反射測(cè)量技術(shù)(OPCR)。OPCR不僅有和OTDR相同的測(cè)量距離,同時(shí)也有和OFDR相比擬的空間分辨率,它能有效地解決空間分辨率和測(cè)量距離間的矛盾關(guān)系。采用線(xiàn)性調(diào)頻
2、脈沖的OPCR原理簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn),壓縮后的脈沖寬度只與調(diào)頻范圍有關(guān),與脈沖寬度無(wú)關(guān),但邊帶影響較明顯。
本文提出基于非線(xiàn)性調(diào)頻的光脈沖壓縮反射技術(shù),在已有的脈沖壓縮基本理論和線(xiàn)性調(diào)頻OPCR系統(tǒng)理論基礎(chǔ)上,仿真分析了非線(xiàn)性調(diào)頻脈沖的時(shí)間-頻率特性和自相關(guān)函數(shù)特性及參數(shù)對(duì)其影響,仿真分析了非線(xiàn)性調(diào)頻OPCR反射曲線(xiàn)的特性;實(shí)驗(yàn)分析了各個(gè)電光器件對(duì)調(diào)頻脈沖信號(hào)的影響;實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證非線(xiàn)性調(diào)頻的OPCR系統(tǒng)對(duì)旁瓣抑制優(yōu)于線(xiàn)性調(diào)頻。
3、本文主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
?。?)理論分析
理論分析和推導(dǎo)了非線(xiàn)性調(diào)頻脈沖壓縮和在OPCR系統(tǒng)中的應(yīng)用。首先介紹了雷達(dá)系統(tǒng)中調(diào)頻脈沖壓縮的基本原理,包括 I/Q解調(diào)和匹配濾波;其次,分析線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)和非線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)的區(qū)別;再者,分析了調(diào)頻信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)及其指標(biāo),包括:峰值旁瓣比(PSLR),空間分辨率和積分旁瓣比(ISLR);最后,建立非線(xiàn)性調(diào)頻 OPCR的系統(tǒng)理論模型,分析每個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)非線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)及對(duì)OPCR
4、反射曲線(xiàn)的影響。
?。?)數(shù)值仿真
根據(jù)上述OPCR系統(tǒng)的理論分析,數(shù)值仿真了不同情況下OPCR曲線(xiàn)的性能。首先,仿真單個(gè)調(diào)頻脈沖信號(hào)和其自相關(guān)函數(shù),驗(yàn)證非線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)自相關(guān)函數(shù)的PSLR明顯優(yōu)于線(xiàn)性調(diào)頻,仿真得到非線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)自相關(guān)函數(shù)的PSLR能達(dá)到60dB,遠(yuǎn)高于線(xiàn)性調(diào)頻的13dB;其次仿真分析線(xiàn)性調(diào)頻“加窗”和非線(xiàn)性調(diào)頻的區(qū)別;最后,仿真分析了調(diào)頻信號(hào)的OPCR系統(tǒng)及參數(shù)alpha的影響。仿真結(jié)果表明:非線(xiàn)性調(diào)
5、頻OPCR曲線(xiàn)的PSLR優(yōu)于線(xiàn)性調(diào)頻,且非線(xiàn)性調(diào)頻能改善OPCR曲線(xiàn)的動(dòng)態(tài)范圍。
(3)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
搭建了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái),主要驗(yàn)證上述理論推導(dǎo)和數(shù)值仿真的正確性。首先,我們搭建了一個(gè)“直通”系統(tǒng),驗(yàn)證不同光電器件對(duì)非線(xiàn)性調(diào)頻脈沖信號(hào)性能的影響。分別測(cè)試了壓控振蕩器(VCO),低噪放放大后和單邊帶調(diào)制器(SSBM)后的調(diào)頻脈沖信號(hào)質(zhì)量。我們還搭建了一個(gè)OPCR系統(tǒng),驗(yàn)證了OPCR采用非線(xiàn)性調(diào)頻技術(shù)的OPCR曲線(xiàn)PSLR優(yōu)于
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