光电子化电子战系统的设计与实施

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光电子化电子战简介
电子战系统自第一次世界大战以来经历了显著发展。现代电子战系统利用光电子技术实现了在探测、分析和应对电磁威胁方面的卓越性能。本文探讨光电子化电子战系统的设计与实施，重点介绍其处理各类雷达波形的能力[1]。

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系统架构与组件

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# A4 ?( L7 k7 Q7 x, R; b6 G) w8 N1 q图1：光电子化电子战系统的顶层示意图，展示了包括激光光源、电光调制器、信号处理阶段和光探测器在内的关键组件。

1 Z8 E: i6 M. U光电子化电子战系统的基本架构由多个协同工作的关键组件构成。激光光源在1550 nm波长产生光载波，通过电光调制器对接收到的射频信号进行调制。经过调制的光信号进行光学信号处理，然后通过光探测器转换回电信号。这种架构能够以最小的电磁干扰处理宽带信号。
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设计实现
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4 N- z& O7 l8 m  C图2：频率调制连续波光电子化电子战系统的设计示意图，显示了光学和电子组件的集成。

: S2 w3 p" q0 P, H. ]1 K$ @光电子化电子战系统的一个重要优势在于能够处理多种类型的雷达波形。系统可以处理连续波、脉冲和频率/相位调制信号，频率范围从100 Hz到8 GHz。实施过程使用了马赫-曾德尔调制器和掺铒光纤放大器等先进组件，以实现高灵敏度和动态范围。
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信号处理与分析技术
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! Y7 M, J- i) `9 A- J& A0 N! T- @图3：光电子化电子战系统提取的射频特征，显示(a)连续波射频谱，(b)脉冲射频谱，和(c)调频连续波射频谱，展示了系统分析不同雷达波形的能力。

系统采用复杂的解调技术进行信号检测和分析。连续波雷达信号通过直接检测方法处理，光功率变化代表调制的射频信号。脉冲雷达信号需要额外的时域分析来提取脉冲宽度和重复时间参数。系统可以处理2 ns到750 ns的脉冲宽度和2 μs到10 ms的脉冲重复时间。

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实验实现

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图4：实验结果显示系统处理多组份连续波射频信号的性能，展示(a-b)不同频段的谱分析能力。
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6 Z4 ?2 `* I- E1 g; k2 U光电子化电子战系统的实验实施使用了高性能光学和电子组件。宽带天线具有12 dBi增益，用于捕获入射射频信号。光学处理链包括高灵敏度马赫-曾德尔调制器、1550 nm光源和提供40 dB增益的光放大器。系统通过光探测器实现60 GHz的大射频带宽。
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* Q0 g  l' v& \( U1 d. @; Q性能验证与结果

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1 P6 d4 L3 k2 Q7 b4 n& H  u8 {2 T图5：性能验证结果显示系统处理各种雷达波形的能力，包括连续波信号、普通脉冲、射频脉冲、线性调频信号、冲激信号和相位编码波形。
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7 {8 Z6 W" {7 Q' \' n系统性能已通过实验室测试进行了广泛验证。结果表明成功提取了多种调制格式的雷达特征，包括巴克码相位调制（0°/180°）和法兰克码多相调制（0°/90°/180°/270°）。功率处理能力范围从-84 dBm到+30 dBm，能够检测弱信号和强信号。

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0 a" M9 a9 [, T7 Q结论与未来发展方向
光电子化电子战系统代表了电子战技术的进展。光电子架构在带宽、电磁抗扰性和信号处理能力方面具有优势。未来发展将着重于通过光电子集成芯片提高集成度，并扩展瞬时工作带宽。
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& S. T; Y* @, M5 J实验结果验证了系统在捕获和分析各种雷达波形方面的有效性。同时处理多种信号类型并保持高灵敏度的能力使这种架构在现代电子战应用中具有特殊价值。持续的研究将通过先进的光电子集成技术进一步提升系统性能并降低复杂性。
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+ S2 \. X- s# s0 D参考文献
[1] D. Khanna, S. De, A. A. B. Raj, and B. S. Chaudhari, "Design and Implementation of a Photonic-Based Electronic Warfare System," Journal of Optics and Photonics Research, vol. 00, no. 00, pp. 1-14, 2024. DOI: 10.47852/bonviewJOPR42022303

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