微波光子技术在瞬时测频中的应用

用微波光子技术实现微波信号频率的瞬时测量,需要把截获的微波信号调制到光载波上,通过一定的光路结构,产生一个仅与待测微波信号频率有关的幅度比较函数,进而得到待测微波信号的频率.研究了微波光子技术在雷达瞬时测频应用中的实现方法,分析比较了各自的功能特点,并提出了一种结构简单的雷达微波信号全频段测量方法.     

基于射频响应互补的光子辅助瞬时测频

瞬时测频(IFM)是现代电子战中的一项重要技术。基于光子辅助的IFM技术具有大带宽、低损耗、小尺寸、轻重量和抗电磁干扰等优势,可克服传统电子学方法的瓶颈,因此备受青睐。文章在已有研究基础上,给出了另一种测频误差更小的光子辅助瞬时测频方法,通过搭建具有射频功率响应互补特性的光链路,实现了对0.5~18.5GHz信号的频率测量。研究表明,链路的信号增益实测结果与理论吻合,据此构造的幅度比较函数随频率变化更加剧烈,非常有利于实现准确的频率测量,获得了优于30MHz的测量精度。而且,该方法较为简单,只需少量的常规器件即可实现,抗环境变化能力也得到提升。通过更换高频的调制器和光电探测器,可实现对更高波段信号的频率测量。     

基于Optisystem的微波光子测频技术

由于电子瓶颈对雷达信号处理的限制,微波光子技术的优势使其成为研究热点,微波光子测频技术的实现,需要将微波信号加载到光调制器上,通过一个光路结构,得到了一个幅度比较函数,这个函数仅与信号的频率相关,从而测出微波信号频率。文中分析了微波光子测频的原理,通过Optisystem环境对其进行验证。并对其测频精度和测频范围进行了分析。     

微波光子检测 （特邀）

微波信号检测是电子信息领域的关键技术,广泛应用于通信、雷达、电子战。随着新一代信息技术的快速发展,现有的微波测量系统面临着速率和带宽瓶颈。微波光子学技术融合了微波和光波技术各自优势,具有大带宽、低损耗、抗电磁干扰等优势,文中围绕微波光子检测,特别是微波光子信号的频率测量方案,如频率-幅度映射型、频率-时间映射型、光信道化型等,介绍与分析国内外现状与发展动态,并对现有微波光子测量面临的问题和下一步发展方向进行了简单总结。     

基于光纤色散的光学傅里叶变换测频技术的现状与发展

微波频率测量及分析在军用、民用领域有着重要的战略地位和重大需求,并随着跳频通信、电子对抗中工作频率和跳频速率的不断攀升面临着前所未有的挑战.目前跳频通信频率跳变速度以及跳变策略有了很大发展,为了信号同步,各种实时频率测量方案也不断涌现.因为光子技术天然的具有速度快带宽大的优势,光学傅里叶变换测频方案不失为实时测频技术的新方向.对基于光纤色散的光学傅里叶变换的发展以及研究现状进行了梳理分析和总结.最后对光学傅里叶变换测频的前景进行了简要探讨和展望.     

脉冲多载频调制的雷达反侦察

采用瞬时测频技术的雷达侦察设备对于同时到达的雷达信号和单个脉冲内出现的多个载频无法正确测量频率,针对瞬时测频雷达侦察设备的这一弱点,雷达可以采取相关措施进行反侦察。     

数字侦察接收机中的瞬时频率测量技术

介绍了侦察接收机中基于瞬时自相关的瞬时频率测量方法,并在DSP上实现了这一方法。仿真实验证明,该方法能够实时测量雷达脉冲信号的瞬时频率,在一定信噪比条件下有较高的测频精度,测量出的瞬时频率包含了脉冲信号的脉内细微特征,可以作为识别脉冲信号的依据。     

光子辅助的射频信号频谱分析

射频光子技术利用光子技术的高带宽、低损耗和低功耗等优点,在电子战系统的高性能电磁信号处理方面发挥着重要作用。将射频光子技术引入到宽带接收系统的射频信号频谱分析中,重点介绍了3种光子辅助的射频信号频谱分析技术:基于光子辅助的射频瞬时单频点测量、压缩采样稀疏多频点测量以及信道化多频测量技术,并对其优缺点进行了分析对比。通过光子辅助的射频信号频谱分析技术可实现传统方法难以完成的宽带微波信号频率的处理与高精度测量。     

数字侦察接收机中的瞬时频率测量技术

介绍了侦察接收机中基于瞬时自相关的瞬时频率测量方法，并在DSP上实现了这一方法。仿真实验证明，该方法能够实时测量雷达脉；中信号的瞬时频率，在一定信噪比条件下有较高的测频精度，测量出的瞬时频率包含了脉冲信号的脉内细微特征，可以作为识别脉冲信号的依据。     

基于相位和强度调制的微波测频技术研究

为了更好地对微波信号进行频率测量，采用了一种基于相位调制和强度调制相结合的瞬时测频方法。一束连续波光源通过耦合器被分成两路，未知微波信号分别同时经过相位调制器和强度调制器从而对载波进行调制，之后进入两段长距离的单模光纤中。在光纤中由于色散引起的微波功率损耗的特点，可以获得单调变化的频率-幅度的映射关系，继而通过光电探测的微波信号输出功率比得到幅度比较函数；另外还分析与实现了测频范围与测频精确度的优化。结果表明，该方案结构简易，能够快速精准地测量出未知信号的频率，测量范围可以达到0.5GHz~53GHz，测量误差小于±200MHz。该方法可以有效地测量微波信号频率，可靠性强，适用范围广。     

光域微波信号缓存的关键技术研究

随着雷达、技侦、通信等无线电设备的瞬时工作带宽不断拓展,现有的数字储频（DRFM）技术难以满足现代电子战的要求。然而微波光子技术具有的超大带宽、超低损耗、抗电磁干扰等优秀特性,可很好地提升电子战装备的性能。本文提出了利用微波光子技术在光域内实现微波信号的缓存方法,用于大幅拓展现有数字储频技术的瞬时工作带宽、减小体积功耗、提升抗电磁干扰能力。针对电光调制、超高速光开关等关键技术进行了详细设计,并利用Matlab进行相关技术仿真,搭建了光域微波信号缓存试验系统,对其关键指标进行了验证。     

异质集成微波光子器件发展现状

微波光子学利用光子技术实现微波信号的产生、传输、处理及控制,可突破传统微波技术在带宽、传输损耗和抗电磁干扰等方面的瓶颈,提升雷达、电子战等信息系统的综合性能.激光器、电光调制器和光电探测器是微波光子技术中的三种核心光电子器件,其性能对微波光子链路的噪声和动态等指标具有决定性的影响,但基于分立器件的微波光子系统体积、重量较大,难以满足雷达、电子战等系统的阵列化需求,硅基异质集成技术以及高密度低损耗片上光传输互连技术是解决有源器件集成和无源器件集成的关键技术.文章介绍了用于微波光子的硅基激光器、电光调制器、光电探测器和波导的异质集成技术的发展现状,并探讨了集成微波光子技术的发展趋势.     

用非相干光纤马-泽微波光子结构实现瞬时测频

在复杂的电磁环境下,传统的微波瞬时测频方法面临严峻的挑战,难以满足现代电子战的需要。近年来,利用微波光子学方法,能够克服电子学方法瞬时测频带宽窄的瓶颈,且系统体积小,抗干扰能力强。针对全频段频率测量,采用非相干光纤马-泽结构,通过对光纤马-泽臂长差和两耦合器耦合系数的选取,得到了较好线性度和较大斜率的幅度比较函数曲线,实现了雷达微波信号0～40 GHz的全频段测量,仿真分析验证了该方法的可行性和有效性。     

硅基片上集成二维光控多波束形成的研究

传统雷达系统在当今日益复杂的电磁环境中面临严重挑战,而集成微波光子学技术可突破传统雷达的技术瓶颈,具有大带宽、高分辨率、高复用度、高集成化等技术优势。本文基于集成微波光子技术,研制了一款硅基集成二维光控多波束形成系统样机,提出了一种基于二氧化硅平面光波导的片上集成二维光控多波束形成系统架构,结合流片加工平台完成了关键光芯片的设计流片和封装测试,最终完成系统样机整机联调测试,并对实验结果进行理论计算处理,验证了硅基集成波束形成系统的关键性能指标。系统具有大瞬时带宽、二维同时多波束、各波束多波位独立扫描的能力,与此同时兼具硅基光子集成技术的小型化、轻量化、低成本等优势,试验结果验证了集成微波光子技术应用于雷达系统的先进性和应用潜力。     

Photonic wideband array antennas

Presents an introduction to the optical control of array antennas by using fiber optic links for remote control and a photonic time shift network for wide instantaneous bandwidth. An overview of the development of a wideband conformal array designed for airborne surveillance radars is given. The paper covers the system design and the performance of an L-band (850-1400 MHz) M-element array controlled by photonics. Packaging techniques of the photonic components and the array aperture are discussed. The wideband performance of the system is highlighted. A nano-second impulse response has been measured to demonstrate a 50% instantaneous bandwidth (550 MHz, 30 cm range resolution) for target ID and imaging. A built-in signal injection technique based on time-domain impulse measurement was used to calibrate the wideband components in the time-shift beamforming network     

基于集成光频梳的新型微波光子应用 （特邀）

基于光学微腔的集成光频梳具有光谱宽、谱线间隔大、体积小等优势,为微波光子系统带来了新的发展机遇。近年来涌现了多种基于微腔光梳的微波光子应用,包括高质量微波信号产生、微波光子信号处理、真延时微波波束形成等,具有相位噪声低、可重构能力强、奈奎斯特带宽大等优异性能,展现了集成微腔光梳在微波光子领域的广阔应用前景。     

微波光子技术应用现状及趋势

详细介绍了微波光子技术的基本内涵、发展现状和技术优势.从雷达、电子战以及通信三大典型领域的发展历史详细介绍了微波光子技术的具体应用状况,全面分析了微波光传输与处理技术特征与电子信息系统性能提升的内在关系.结合电子信息系统的发展趋势和瓶颈问题,提出基于微波光子技术的解决思路,以期对未来微波光子技术的发展和应用方向提供有意义的指导.     

一种镜像抑制双输出的微波光子信道化接收机

微波光子信道化接收机可将待接收的射频信号转化到光域进行传输和处理,有效避免了电子瓶颈的限制,可实现超大带宽信号或多频点信号的瞬时接收,非常适用于雷达系统和电子战.该文提出一种镜像抑制双输出的微波光子信道化接收机,信号路和本振路都采用光分路器分为3路,光本振利用声光移频器实现左右移频后与信号路进入镜像抑制混频器,最终可将...     

一款光学瞬时测频接收机

采用时间波长映射技术,研制了一款40 Gsample/s高速光采样瞬时测频接收机原理样机。该样机摆脱电模数转换器的电子瓶颈,突破高速高品质光采样脉冲的产生、光电接口匹配和高效瞬时测频软硬件实现等关键技术,能够实现近20 GHz带宽内信号的采样、量化及瞬时测频。