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基于微波光子阵列的数字多波束测控系统构想
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作者 李景峰 郑生华 《信息通信》 2016年第5期49-51,共3页
未来测控设备将向着多目标、高速率、平台多样性发展。数字阵列体制由于其独特的优势,逐步应用于测控领域。但是数字天线阵面功耗、体积、重量、电磁兼容、数据传输等瓶颈限制了其应用。文章给出了一种基于微波光子阵列的数字多波束测... 未来测控设备将向着多目标、高速率、平台多样性发展。数字阵列体制由于其独特的优势,逐步应用于测控领域。但是数字天线阵面功耗、体积、重量、电磁兼容、数据传输等瓶颈限制了其应用。文章给出了一种基于微波光子阵列的数字多波束测控系统构架,将有效提高测控系统的灵活性、平台适应性、重构扩展性、电磁兼容性,为我国未来海陆空天一体化测控系统提供了有效的技术途径。 展开更多
关键词 数字多波束测控系统 数字阵列 微波光子阵列 电光调制阵列模块(EOAM) 光电数字阵列模块(ODAM)
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微波光子雷达逆合成孔径成像 被引量:1
2
作者 董婧雯 李若明 李王哲 《雷达科学与技术》 北大核心 2021年第2期225-232,共8页
微波光子逆合成孔径成像雷达,发挥光子大带宽、低传输损耗、抗电磁干扰等优势,可以提升成像分辨率,并有助于构建分布式阵列雷达,实现精确的三维成像。本文介绍了中国科学院空天信息创新研究院在微波光子雷达逆合成孔径成像方面的成果。... 微波光子逆合成孔径成像雷达,发挥光子大带宽、低传输损耗、抗电磁干扰等优势,可以提升成像分辨率,并有助于构建分布式阵列雷达,实现精确的三维成像。本文介绍了中国科学院空天信息创新研究院在微波光子雷达逆合成孔径成像方面的成果。首先,搭建了微波光子雷达,基于光子倍频技术产生宽带雷达信号,基于光子去斜处理进行回波信号接收,系统工作在Ku波段,带宽600 MHz,实现了对暗室内合作目标和外场非合作目标的二维ISAR成像。在此基础上,结合光射频传输技术和波分复用技术,搭建一发多收的微波光子光纤分布式阵列雷达,在实验室内实现了对3个角反射器的精确三维成像。上述试验结果验证了微波光子技术应用于雷达成像领域的可行性和提升系统关键性能的潜力。 展开更多
关键词 微波光子雷达 逆合成孔径 分布式阵列 二维成像 三维成像
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微波光子移相器辅助的均匀圆形相控阵测向
3
作者 张先玉 梁涛 +1 位作者 安康 乔晓强 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2022年第6期34-41,共8页
为克服传统电域移相器工作频段低、带宽窄、体积功耗大、易受电磁干扰等诸多缺陷,实现多个时频重叠微波信号的波达方向估计,提出一种基于双平行马赫曾德尔调制器(DPMZM)的微波光子移相器方案,利用光子技术实现微波信号移相,再利用均匀... 为克服传统电域移相器工作频段低、带宽窄、体积功耗大、易受电磁干扰等诸多缺陷,实现多个时频重叠微波信号的波达方向估计,提出一种基于双平行马赫曾德尔调制器(DPMZM)的微波光子移相器方案,利用光子技术实现微波信号移相,再利用均匀圆形阵列相控阵实现测向。分别利用DPMZM和相位调制器(PM)输出一路抑制载波单边带(CS SSB)信号和一路相位偏移的载波信号,通过调整直流偏置电压调控载波信号的相移值,再利用拍频产生预设相移的微波信号。该移相器方案能实现-180°~180°的连续相位调谐,同时输出幅度稳定的微波信号,能够适用于相控阵测向。通过仿真验证了所提微波光子移相器及相控阵测向算法的性能。 展开更多
关键词 微波光子学 移相器 均匀圆阵 相控阵 测向
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基于激光器阵列的可调谐微波光子滤波器
4
作者 陈天宇 曹晔 +2 位作者 许东 李鑫阳 王振宇 《光通信技术》 北大核心 2018年第9期11-13,共3页
调谐范围、Q值和主旁瓣抑制比(MSSR)是微波光子滤波器(MPF)的重要性能指标,同时实现大调谐范围、高Q值、高主旁瓣抑制比的MPF鲜有报道。提出并通过仿真验证了一种基于激光器阵列的大范围可调谐微波光子滤波器。采用激光器阵列做光源,改... 调谐范围、Q值和主旁瓣抑制比(MSSR)是微波光子滤波器(MPF)的重要性能指标,同时实现大调谐范围、高Q值、高主旁瓣抑制比的MPF鲜有报道。提出并通过仿真验证了一种基于激光器阵列的大范围可调谐微波光子滤波器。采用激光器阵列做光源,改变其输出波长间隔,即可实现滤波器自由频谱范围(FSR)的大范围调谐。使用光栅对和单模光纤级联作为色散器件,可获得较高的Q值和MSSR。引入切比雪夫窗,改善输出激光的抽头权重,可进一步提高MSSR。仿真实验结果表明,该实验方案实现了FSR的大范围调谐,调谐范围是5.59~37.32GHz,Q值高达558.7,MSSR高达151.122。 展开更多
关键词 微波光子滤波器 激光器阵列 光栅对 切比雪夫窗 可调谐 主旁瓣抑制比 Q值
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相控阵系统二维波束扫描方法和系统设计
5
作者 张业斌 张国 王凯 《通信技术》 2022年第8期1031-1035,共5页
针对目前二维光控相控阵电子系统设计复杂且波束难以独立扫描的问题,提出了一种基于光学延时网络的二维波束扫描方法,并进行了理论分析;然后以8×8二维64单元的相控阵系统为例,设计了波束扫描系统;最后对设计波束的指向、扫描范围... 针对目前二维光控相控阵电子系统设计复杂且波束难以独立扫描的问题,提出了一种基于光学延时网络的二维波束扫描方法,并进行了理论分析;然后以8×8二维64单元的相控阵系统为例,设计了波束扫描系统;最后对设计波束的指向、扫描范围、波位分布情况以及波束宽度等指标进行了仿真分析。仿真结果表明,提出的设计方法可以实现在目标范围内全空域的独立扫描覆盖。 展开更多
关键词 微波光子 相控阵 二维 波束扫描
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面向密集光纤布拉格光栅传感网络的微波光子解调技术研究 被引量:2
6
作者 张修文 郑狄 +1 位作者 邹喜华 潘炜 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第22期100-107,共8页
传统基于频域-时域变换的微波光子解调技术应用于光纤布拉格光栅(FBG)传感网络时,为精确解调每一个FBG峰值,须确保对应时域响应信号不发生叠加,这对传感网络中FBG的空间间隔和波长间隔提出了严格要求,限制了微波光子解调技术的应用范围... 传统基于频域-时域变换的微波光子解调技术应用于光纤布拉格光栅(FBG)传感网络时,为精确解调每一个FBG峰值,须确保对应时域响应信号不发生叠加,这对传感网络中FBG的空间间隔和波长间隔提出了严格要求,限制了微波光子解调技术的应用范围。针对存在的问题,将一种有效的元启发式算法,即算术优化算法(AOA),引入到基于频域-时域变换的微波光子解调技术中,实现了在时域信号叠加下对FBG的精确解调。实验构建了包含6个FBG的传感网络,通过对某一FBG施加轴向应变,验证了在时域信号部分叠加和完全叠加下AOA对FBG峰值解调的可行性。此外,与其他6种元启发式算法进行对比分析,验证了AOA在解调精度、解调速度与收敛效率等方面的性能优势。AOA提升了微波光子解调技术面向密集光纤布拉格光栅传感网络的解调能力。 展开更多
关键词 微波光子解调技术 光纤布拉格光栅阵列 算术优化算法
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基于频域-时域变换的高精度微波光子滤波解调技术 被引量:2
7
作者 张修文 郑狄 +1 位作者 邹喜华 潘炜 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第23期17-24,共8页
针对传统基于频域-时域变换的微波光子滤波解调技术应用于多点或准分布式传感系统时解调精度受限于射频(RF)响应测量带宽的问题,借助频谱细化算法选带快速傅里叶变换(Zoom-FFT)的思想,推导出时域细化表达式,有效解决了RF响应测量带宽、... 针对传统基于频域-时域变换的微波光子滤波解调技术应用于多点或准分布式传感系统时解调精度受限于射频(RF)响应测量带宽的问题,借助频谱细化算法选带快速傅里叶变换(Zoom-FFT)的思想,推导出时域细化表达式,有效解决了RF响应测量带宽、解调速率和解调精度三者之间相互制约的问题。相比于直接和补零离散傅里叶逆变换,在相同时域分辨率下,所提算法能大大降低对RF响应测量带宽的要求和频域-时域转换时的计算量,同时可有效提升解调速率。在验证性实验中,构建了包含5个光纤布拉格光栅(FBG)的多点传感系统,测试结果表明:在相同时域分辨率下,所提算法所需的计算点数减少为补零算法的1/200,运算时间降低为补零算法的10/145;对于给定的5 GHz扫频带宽,当采样点数大于1000点时即可实现亚皮秒级的时域分辨率,对应的FBG的波长解调精度为皮米量级。 展开更多
关键词 光通信 微波光子滤波解调 时域细化算法 光纤光栅阵列
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新型数控光纤矢量和微波光子移相器
8
作者 鲁辉 张立军 +2 位作者 吴桂波 郑占旗 冷永清 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期1247-1252,共6页
针对相控阵天线中基于光纤的微波光子移相器原理进行研究,并设计了新型方案,通过引入可调分光器和保偏光纤,降低了移相器的复杂性和相干干涉损耗,在对光纤长度的精度要求上有很大改善,从而提高了可实现性,增强了移相器的可控性。研究了... 针对相控阵天线中基于光纤的微波光子移相器原理进行研究,并设计了新型方案,通过引入可调分光器和保偏光纤,降低了移相器的复杂性和相干干涉损耗,在对光纤长度的精度要求上有很大改善,从而提高了可实现性,增强了移相器的可控性。研究了分光系数和频率对信号相位和幅度的影响,实现了超过140°的相移。最后通过设计数控电压源实现对分路器驱动电压的调整,从而改变两路光纤的光分量,最终实现对输出信号相位的数字控制。该新型微波光子移相器方案易于实现,并具有一定的创新性。 展开更多
关键词 微波光子移相器 相控阵天线 数控电压源 保偏光纤 可调分光器
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利用新型EBG结构消除相控阵天线扫描盲点
9
作者 穆志豪 杨华军 江萍 《实验科学与技术》 2016年第4期54-57,共4页
在印刷天线中,已经证明了高阻表面基板可以有效地减少表面波激励。该文研究了利用高阻表面基板的微带相控阵天线的性能。研究结果表明,利用高阻表面基板可以消除相控阵天线扫描盲点。提出了一种新颖且有效的高阻表面结构,并在高介电常... 在印刷天线中,已经证明了高阻表面基板可以有效地减少表面波激励。该文研究了利用高阻表面基板的微带相控阵天线的性能。研究结果表明,利用高阻表面基板可以消除相控阵天线扫描盲点。提出了一种新颖且有效的高阻表面结构,并在高介电常数的基板上基于该结构设计及仿真了由同轴线馈电6×6的微带相控阵天线。仿真结果表明,提出的高阻表面结构可以有效地改善微带相控阵天线的性能。 展开更多
关键词 微波光子晶体 高阻表面 表面波 扫描盲点 微带相控阵天线
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基于倍增FSR式光梳状滤波器阵列的瞬时频率测量研究 被引量:7
10
作者 卢冰 邹喜华 +2 位作者 潘炜 罗斌 闫连山 《光电子.激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期126-129,共4页
基于自由频谱区(FSR)倍数增长式光梳状滤波器阵列,设计了一种微波瞬时频率测量方案,实现了具有自然二进制编码的数字输出。待测微波信号经过载波抑制型单边带调制后加载到光波上产生一阶边带,而后将其输入到光梳状滤波器阵列中;阵列由... 基于自由频谱区(FSR)倍数增长式光梳状滤波器阵列,设计了一种微波瞬时频率测量方案,实现了具有自然二进制编码的数字输出。待测微波信号经过载波抑制型单边带调制后加载到光波上产生一阶边带,而后将其输入到光梳状滤波器阵列中;阵列由多个梳状滤波器并联而成,它们滤波响应对应的FSR呈倍数增长趋势,最高位数字输出对应滤波器的FSR最大。滤波后输出的光信号经光电检测、比较和判决后,获得N位自然二进制码标识的频率值,提高了编码效率和测量精度。最后,在0~40GHz范围,验证了4位有效长度的数字编码式测频结果。 展开更多
关键词 微波光子学 瞬时测频 光梳状滤波器阵列 自由频谱区(FSR)
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小型化高隔离度平衡光电探测器阵列研究
11
作者 王栋 陈代尧 +2 位作者 卢朝保 谭荣 黄梦 《光通信技术》 北大核心 2024年第5期97-101,共5页
针对传统微波光子应用平衡光电探测器体积大、集成度低的问题,设计了一种基于光电混合集成封装技术的小型化、高隔离度平衡光电探测器阵列,通过集成多个平衡光电二极管芯片及其偏置与匹配电路,实现了4个独立通道的平衡光电探测功能,每... 针对传统微波光子应用平衡光电探测器体积大、集成度低的问题,设计了一种基于光电混合集成封装技术的小型化、高隔离度平衡光电探测器阵列,通过集成多个平衡光电二极管芯片及其偏置与匹配电路,实现了4个独立通道的平衡光电探测功能,每个通道平均体积仅为588 mm3。此外,搭建了测试系统,对平衡光电探测器阵列的性能进行测试。测试结果表明:该平衡光电探测器阵列各个通道的响应度大于0.9 A/W,3 dB带宽约为12 GHz,带宽范围内的通道一致性优于±0.43 dB,共模抑制比大于30 dB,通道隔离度在50 dBc以上,在10 GHz处的饱和输入光功率大于8.4 dBm。 展开更多
关键词 微波光子 平衡光电探测器阵列 小型化 高隔离度 光电混合集成
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微波光子技术在电子战中的应用探讨(特邀) 被引量:4
12
作者 周涛 李涛 +3 位作者 谢爱平 何梓昂 徐嘉鑫 李睿 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第7期39-47,共9页
电子战是夺取信息化战争的关键力量之一,而微波光子技术由于其宽带性、高速性、并行性、小巧性等特征与电子战能力提升的需求高度匹配,已经成功应用于信号产生、传输及处理等环节中。首先从电子战系统的作战要求和能力特征出发,分析了... 电子战是夺取信息化战争的关键力量之一,而微波光子技术由于其宽带性、高速性、并行性、小巧性等特征与电子战能力提升的需求高度匹配,已经成功应用于信号产生、传输及处理等环节中。首先从电子战系统的作战要求和能力特征出发,分析了影响电子战效能的核心要素;进而探讨了微波光子的特点及其提升电子战能力的原因,并以光学波束形成为典型应用,分析了微波光子给电子战系统带来的能力提升优势;最后,面向电子战向电磁频谱战转型的发展需求,对微波光子的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 电子战 微波光子 超宽带 阵列 信号处理
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射频光子技术在电子战中的应用 被引量:3
13
作者 蒋盘林 涂浚洋 《通信对抗》 2014年第3期6-9,14,共5页
在简要介绍射频光子技术发展的基础上,重点描述了它在电子战领域的可能应用,特别是在实现射频信号的超宽带及远距离高速、低损耗及大动态信号传输方面的应用。
关键词 射频光子技术 微波光子学 电子战 接收机 天线阵列
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基于光Blass矩阵的光控二维多波束产生
14
作者 肖永川 张浩 +5 位作者 李嘉琪 庾财斌 王茂旭 于优 杨硕 瞿鹏飞 《太赫兹科学与电子信息学报》 2024年第8期872-877,共6页
多波束是电子信息装备实现多功能、多任务、大容量信息传输与处理的关键。围绕新一代相控阵系统对宽带多波束形成网络的应用需求,提出一种基于光Blass矩阵的两级级联结构产生二维多波束的实现方法。通过光域相干波束形成技术完成第一级... 多波束是电子信息装备实现多功能、多任务、大容量信息传输与处理的关键。围绕新一代相控阵系统对宽带多波束形成网络的应用需求,提出一种基于光Blass矩阵的两级级联结构产生二维多波束的实现方法。通过光域相干波束形成技术完成第一级水平方向的波束合成,再利用光域非相干波束形成技术实现第二级垂直方向的波束合成,进而获得空域二维波束。采用该架构,一方面可突破光波长数量不足对光控波束形成网络阵列规模的限制,可将光控相控阵系统的单元规模从数十个提升至数百个甚至更多;另一方面可大幅减少光控多波束芯片的数量,对于阵元数N×N、波束数量M×M的多波束系统,波束芯片数量可从M^(2)个减少到(N+M)个。同时该方案可采用光子集成技术手段实现,在简化多波束系统结构与提升系统可靠性方面具有无可比拟的优势。 展开更多
关键词 微波光子技术 光控相控阵 多波束 二维波束 光Blass矩阵
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基于微光学元件堆栈集成技术的收发一体化宽带光控相控阵天线 被引量:3
15
作者 王建 蔡海文 +1 位作者 侯培培 王书楠 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期126-132,共7页
设计了一种收发一体化的光控相控阵天线系统.该系统中,采用基于微光学元件堆栈集成技术实现真时延的产生.天线系统通过光域内的延迟控制实现微波射频域的波束控制.对系统接收模式状态进行实验验证,±10.6°、±30.8°... 设计了一种收发一体化的光控相控阵天线系统.该系统中,采用基于微光学元件堆栈集成技术实现真时延的产生.天线系统通过光域内的延迟控制实现微波射频域的波束控制.对系统接收模式状态进行实验验证,±10.6°、±30.8°波束指向的暗室实验结果表明,在2-6GHz宽带微波信号下,±10.6°指向角的最大指向角误差为3.1°,±30.8°指向角的最大指向角误差为1.2°.相控阵天线系统在2GHz频点动态范围约为71dB左右.该光控相控阵系统能够实现与宽带射频信号频率无关的波束指向及一维平面内方位向运动物体的跟踪. 展开更多
关键词 微波光子学 光控相控阵天线 光学多波束形成网络 无波束倾斜 发射模式 接收模式
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Hybrid Optical Beam-Former in Receiver Mode
16
作者 Pham Q. Thai Arokiaswami Alphones 《Optics and Photonics Journal》 2011年第3期130-136,共7页
In this paper, an optical beam-former in receiving mode has been proposed and experimentally demonstrated. The requirement in system's hardware has been dramatically reduced using a hybrid approach between dispers... In this paper, an optical beam-former in receiving mode has been proposed and experimentally demonstrated. The requirement in system's hardware has been dramatically reduced using a hybrid approach between dispersive and non-dispersive delay. The proposed system is capable of supporting RF signals from L-band to X-band, with large coverage and strong robustness against the grating's group delay ripples. 展开更多
关键词 CHIRPED Fiber GRATING Group Delay RIPPLE microwave photonicS Optical Phased array ANTENNAS
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基于FPGA的微波相干源线性检测和特性表征
17
作者 王硕 潘佳政 +10 位作者 魏兴雨 江俊良 张凯旋 李子硕 郭婷婷 许问渠 左权 周天石 盛怡凡 孙国柱 吴培亨 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期850-857,共8页
微波光子的检测和表征对于量子信息具有重要意义。通常使用Hanbury Brown-Twiss(HBT)干涉仪对光子源性质进行检测和表征,然而,由于微波光子信噪比较低,在对其进行检测和表征过程中常常需要多次计算才能移除噪声影响。本工作基于现场可... 微波光子的检测和表征对于量子信息具有重要意义。通常使用Hanbury Brown-Twiss(HBT)干涉仪对光子源性质进行检测和表征,然而,由于微波光子信噪比较低,在对其进行检测和表征过程中常常需要多次计算才能移除噪声影响。本工作基于现场可编程门阵列(FPGA),提出一种快速、可扩展的测量方案用于分析微波光子源性质,可更快速地实现该计算过程。利用该方案对频率为3 MHz的相干源进行了模拟测量,分析了二阶相关函数所具有的特性,发现测量结果与理论具有良好的一致性。该系统的实现对未来进行单光子源检测具有重要意义。 展开更多
关键词 量子信息处理 微波光子源 相干源 相关函数 现场可编程门阵列
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用于光控相控阵的非载波再入大孔径延迟技术 被引量:1
18
作者 李亚明 周云 韩威 《无线电工程》 2019年第1期52-56,共5页
基于光子谐振环的波束合成网络可实现重量轻、损耗小和成本低的相控阵天线,同时可获得宽角扫描时的大瞬时带宽和无波束偏斜扫描。为了节约光电链路的带宽,设计了一种适用于光子谐振环的光控相控阵天线波束合成网络非载波再入技术。区别... 基于光子谐振环的波束合成网络可实现重量轻、损耗小和成本低的相控阵天线,同时可获得宽角扫描时的大瞬时带宽和无波束偏斜扫描。为了节约光电链路的带宽,设计了一种适用于光子谐振环的光控相控阵天线波束合成网络非载波再入技术。区别于双边带调制或单边带调制加滤波和载波载入技术,利用谐振环的周期特性,将光载波和边带分置于不同的周期通带内,避免了载波载入的功分器件和滤波器件的使用、大孔径时的退相干导致的信号恶化,以及载波和边带的功率不平衡。 展开更多
关键词 微波光子学 光子谐振环 光控相控阵天线
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