单通带微波光子滤波器泵浦响应性能研究

基于受激布里渊散射效应和相位调制技术,实现了可调谐单通带微波光子滤波.单泵浦信号时,滤波器的频率调谐范围为0.5GHz~18.3GHz.采用一个激光器,通过外加在强度调制器上的微波信号强度调制得到泵浦信号时,滤波系统的稳定性优于两个激光器分别作光载波和泵浦信号的系统.当采用频率间隔为布里渊频移两倍的双泵浦信号时,滤波器的频率调谐范围为0.9GHz~31.3GHz.     

基于受激布里渊散射效应的微波光子下变频系统

提出一种基于受激布里渊散射效应的微波光子下变频系统。在此系统中,为了将高频率的射频信号转换成低频率的中频信号,引入一个本振信号并将其和射频信号分别通入到双平行马赫-曾德尔调制器两臂的两个子马赫-曾德尔调制器中,利用受激布里渊散射效应增益谱过滤出由射频信号与本振信号调制后产生的两个+1阶边带,之后这两个边带将会在光电探测器中拍频,得到中频信号。同时,该中频信号的相位可以通过调整双平行马赫-曾德尔调制器中母马赫-曾德尔调制器的偏置电压来改变。当下变频的射频信号频率为10.73 GHz时,最终可获得20～40 MHz范围内任意频率的信号,且其相位可在0°～360°之间线性变换。     

X波段360°模拟移相器的设计

介绍了变容管反射式360°模拟移相器的设计,对相位与调制电压的线性关系作了分析。制成的模拟移相器采用计算机辅助设计,使用了超突变结变容管管芯和微波集成电路工艺。在9.3～9.7GHz范围内可获得360°连续可变相移,调相电压20V,线性偏离优于±5％,中心频率上的偏离优于±3％,插入损牦随相位的变化3dB。     

基于电移相器的频率精细可调谐光电振荡器

光电振荡器(OEO)是当前热门的一个研究问题,频率可调谐是它的一个重要性能指标。目前,频率可调谐的步长比较大,较好的也只能达125 MHz左右,还处于粗调谐水平。通过实验验证了一种基于电移相器实现的可精细调谐的OEO。该方案通过调节电移相器的偏置电压,改变环腔中振荡频率的相位,等效于改变环腔时延,最终实现环腔振荡频率的改变。由于移相器的相移量可以通过偏置电压进行细微调整,所以可以实现环腔振荡频率的精细调谐。实验中使用最大相移量为180°的电移相器实现了10.020~10.025GHz约5.5 MHz范围内步长约为70kHz的精细可调谐。     

130 GHz CMOS有源矢量合成移相器

面向毫米波相控阵雷达系统应用,该文基于55 nm CMOS工艺设计了一款工作于130 GHz的有源矢量(VM)合成移相器。该电路包含宽带正交发生器、可变增益放大和矢量合成模块。为提升移相器相位分辨率和移相精度,该电路可变增益放大采用了具有高频宽带属性的共栅放大结构和具有高增益属性的含中和电容的共源共栅放大结构多级级联的形式。为避免移相器在矢量合成时由自身结构特点产生相位断裂而导致移相范围下降,该设计电路在矢量合成模块中融入了数控人工介质(DiCAD)结构。通过全波电磁仿真对所设计毫米波移相器进行验证,在125～135 GHz频率范围内,所设计移相器平均增益大于1 dB,移相器可由控制电压控制实现全360°范围内5.625°的相位步进,RMS相位误差小于4°,电路面积为1100 μm×600 μm,功耗33 mW。     

光纤频率传输中相位漂移的主动抑制研究

提出了一种基于线性光子射频移相器的光相位漂移主动抑制方案,方案中采用了双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZM)和本地微波信号光滤波器,通过控制DPMZM的偏置电压补偿光纤传输产生的相位漂移.建立了20km频率传输实验系统,在时间抖动均方根小于0.5ps的20km单模光纤中传输了0.5GHz的参考信号.     

任意偏置点的电光调制器自动偏置控制方法

为了实现对双电极马赫-曾德尔电光调制器任意直流偏置点的自动偏置控制,采用在闭环控制基础上,引入一个可调移相器使不同直流偏置点处误差信号相同的方法,理论分析了可调移相器相移量与直流偏置相位的关系,仿真得到对于不同偏置点,当调制器直流偏置相位漂移达-0.15rad~0.08rad,移相器引入附加相位漂移-0.55rad~0.55rad时,经偏置控制后相位漂移被限制在-3.010-4rad~1.710-4rad范围内。结果表明,该方法有效实现了对电光调制器任意直流偏置点的自动偏置控制。     

毫米波矢量调制器及其在有源相控阵天线中的应用

矢量调制器芯片作为一种可以同时对载波进行相位和幅度调制的新型电路,能够替代传统的数字移相器和数字衰减器用在有源相控阵系统中.先设计了一款工作在Ka波段毫米波单片矢量调制器,在片测试结果显示可以实现- 12～-40 dB的幅度调制与360°的相位调制.然后设计了一个Ka波段1×8阵有源相控阵天线,改变矢量调制器的控制电压...     

基于矢量合波原理的微波稳相光传输研究

针对微波光子链路在实际应用中信号相位受光纤温度变化产生的波动,利用检波器矢量和原理检测微波信号的相位偏差量,并设计了信息处理模块控制可调谐电移相器进行精准的相位补偿,实现微波信号的相位稳定传送。在理论模型的基础上,实验测试了温度变化对微波光链路相位的影响,并构造了微波稳相光传输系统,使用25 km的标准单模光纤传输10 GHz微波信号,对系统输出信号进行了长时间测量,相位波动稳定控制在±2°以内,实验结果验证了该方案的可行性。     

硅基单片集成单边带调制器

基于CMOS兼容的硅基光子集成工艺,设计并实现了一种具有高边带抑制比的硅基单片集成单边带调制器。单边带调制器采用正交混合耦合器实现上下两臂等幅度、90°相位差的射频信号加载,基于硅基双驱动马赫曾德尔调制器的热移相器调控上下两臂光相位差为90°,实现了效果显著的单边带抑制。基于CUMEC公司CSiP180 Al工艺和工艺设计包(PDK)完成芯片制备,采用金丝引线实现了正交混合耦合器的空气桥结构。测试结果显示该硅基单片集成单边带调制器在18~32 GHz频率内边带抑制比均高于12 dB,在21 GHz工作频率时边带抑制比达到了32 dB。该单边带调制器有望应用在光通信和微波光子系统中。     

Broadband microwave photonic phase shifter based on polarisation rotation

A broadband microwave photonic phase shifter is presented based on the polarisation properties of a Mach-Zehnder intensity modulator and nonlinear polarisation rotation in a semiconductor optical amplifier. The system can realise about 150deg phase shift in the frequency range from 50 MHz to 19 GHz.     

基于光子芯片的微波光子混频器 （特邀）

提出了一种由光生本振单元和波长分离调制单元组成的微波光子混频方法,并在绝缘体上硅材料上设计实现了上述波长分离调制芯片。该芯片集成了硅基相位调制器、微环滤波器、光电探测器、光耦合器和光栅耦合器。实验搭建了基于该波长分离调制芯片的微波光子次谐波混频系统,结果表明,该微波光子混频器可以将6~16 GHz的RF信号变频到33~23 GHz。此外,针对实验系统中残留的混频杂散,分别提出了增加微环滤波器抑制比降低泄露光生本振强度和引入光移相器修正泄漏光生本振相位两种解决方案。通过仿真验证可知,引入光移相器的方法更为简单,更适合于光子集成芯片。     

基于矢量和的微波光子移相器研究

基于矢量和（vectorsum）原理,利用50：50光纤耦合器、可变光延时线（VDL）、可变光衰减器（VOA）构建了微波光子移相器。以宽带光为载波有效地解决了合波处光波相位不同引起的微波信号不稳定的问题;利用马赫-曾德（M—Z）LiNbO3调制器在不同工作电压下的反相调制特性,设定调制器的不同偏置电压,同时配合调节两支...     

新型数控光纤矢量和微波光子移相器

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。     

A wide-band microwave photonic phase and frequency shifter

Advanced radar deception systems require wide-band devices which perform microwave processing of frequency and phase information. A wide-band microwave photonic phase shifter was constructed which is capable of imposing greater than 2π phase shift to microwave signals in the 2-18-GHz frequency range. The maximum standard deviation from the phase setting was 10° (7° typical). The phase shifter was then incorporated into a frequency translation architecture. The carrier suppression obtained was 50 dB with a spurious harmonic suppression of 23 dB     

A novel tunable optoelectronic oscillator based on a photonic RF phase shifter

A novel tunable optoelectronic oscillator （OEO） based on a photonic radio frequency （RF） phase shifter is proposed and analyzed, which consists of a dual-drive Mach-Zehnder modulator （DMZM）, a 90° hybrid coupler and a tunable microwave amplifier （TMA）. This tunable OEO has a simple configuration, and the frequency of the oscillating signal can be tuned by adjusting the amplification factor of the tunable amplifier. The simulation results show that the maxi- mum frequency shift from the center oscillation frequency is 1.48 MHz when the amplification factor of the TMA is set at 10.     

11.25°毫米波数字移相器的设计

设计了一种Ka波段11.25°数字移相器。采用一前一后加载支线的方式,在Ka波段内研制出11.25°数字移相器。该移相器在30～31GHz工作频带内,驻波比小于1.65,插入损耗小于3dB,固定相移11.25°,相位精度达到±3°。     

Distributed MEMS analog phase shifter with enhanced tuning

The design, fabrication, and measurement of a tunable microwave phase shifter is described. The phase shifter combines two techniques: a distributed capacitance transmission line phase shifter, and a large tuning range radio frequency (RF) microelectromechanical system (MEMS) capacitor. The resulting device is a large bandwidth, continuously tunable, low-loss phase shifter, with state-of-the-art performance. Measurements indicate analog tuning of 170/spl deg/ phase shift per dB loss is possible at 40 GHz, with a 538/spl deg/ phase shift per centimeter. The structure is realized with high-Q MEMS varactors, capable of tuning C/sub max//C/sub min/= 3.4. To our knowledge, this presents the lowest loss analog millimeter wave phase shifter performance to date.     

A 4-bit CMOS Phase Shifter Using Distributed Active Switches

This paper presents a novel 4-bit phase shifter using distributed active switches in 0.18-mum RF CMOS technology. The relative phase shift, which varies from 0deg to 360deg in steps of 22.5deg, is achieved with a 3-bit distributed phase shifter and a 180deg high-pass/low-pass phase shifter. The distributed phase shifter is implemented using distributed active switches that consist of a periodic placement of series inductors and cascode transistors, thereby obtaining linear phase shift versus frequency with a digital control. The design guideline of the distributed phase shifter is presented. The 4-bit phase shifter achieves 3.5 plusmn 0.5 dB of gain, with an rms phase error of 2.6deg at a center frequency of 12.1 GHz. The input and output return losses are less than -15 dB at all conditions. The chip size is 1880 mum times 915 mum including the probing pads.