雷达中频模拟回波信号的光纤远程传输

为了满足雷达无人值守的需要,提出了用光纤远距离传输雷达中频模拟回波信号的光通信系统.理论分析了雷达信号在该系统中的传输距离和噪声特性,测试了其动态范围,研究表明该传输系统满足雷达整机性能的要求,满足雷达站各种复杂环境的要求,传输距离可到60 km,动态范围大于65 dB,雷达接收机噪声系数小于2 dB.     

用于超快诊断的3GHz模拟光纤传输系统

为了在复杂电磁环境下远距离传输超快脉冲电信号,采用电光转换法将超快脉冲电信号转化为光信号,光信号经数公里光纤传输,在光纤末端采用光电转换法恢复超快脉冲电信号,成功研制了宽频带模拟光纤传输系统.系统的性能指标频带宽度为(0.0003～3)GHz,带内平坦度为±1dB,线性动态范围为40dB(100倍),输出噪声峰峰值小于...     

光纤水听器时分复用系统通过3×3耦合器信号解调的一种新算法

提出了在光纤水听器时分复用系统中采用3×3耦合器解调信号的一种新算法。在该方案中,光纤水听器仍为2×2耦合器结构,3×3耦合器作为匹配干涉仪,利用其三路输出的线性组合和数字反正切技术实现信号解调,解调中使用的参数通过奇异值分解和椭圆拟合得到。该方案不需要载波调制,可实现光纤水听器近似等臂干涉,有利于抑制系统相位噪声。算法的运算量小且适用于一般的非对称3×3耦合器,解调的动态范围很大。最终利用该方案实现了两路光纤水听器时分复用的实验系统,在1 kHz时,系统的噪声本底为31μrad/Hz,动态范围超过125 dB,串扰小于64 dB。     

脉冲辐射探测信号模拟光纤传输系统

为实现极端实验环境下脉冲辐射探测信号的远距离 传输,采用电光转换和光电转换的方法设计了 一套模拟光纤传输系统。该系统基于DFB激光器的强度直接调制特性实现了电光转换;以运 算放大器为主 体构建了激光器驱动电路;利用专用集成芯片MAX1968实现了激光器 半导体PN结的无死区温度控制。为 提高系统测试精度,光接收端采用带有暗电流校正的平衡PIN 前置放大器将光信号还原为电 信号,以提高 系统动态范围。最后,实验测试了系统性能指标。结果表明,系统的－3dB带宽为DC~155 MHz,线性动态 范围> 40 dB(100倍),输出噪声峰-峰值<3mV。该系 统适用于对传输带宽、安全性等要求高的科学研究中。     

基于光载波抑制调制的星间微波光子下变频研究

针对卫星通信中微波信号光学处理问题,建立了星间微波光子下变频系统模型,采用两个双电极马赫-曾德尔调制器(DE-MZM)并联形式,以光载波抑制(DCS)方式实现了星间微波信号的光域放大、传输和下变频。利用贝塞尔函数展开分析了下变频系统中信号和各噪声分量,对射频本振信号功率进行了优化,仿真研究了调制器直流偏置漂移、移相器相移误差和发射光功率对系统性能的影响。结果表明,调制器直流偏置相位漂移小于5℃时输出载噪比(CNR)恶化小于0.05 dB,移相器相移误差小于5℃时输出CNR恶化小于0.02 dB,系统具有较高稳定性;当发射功率为10.48 dB时,输出CNR达31.33 dB,系统能够满足输出CNR要求。     

无源光纤脉冲磁场传感器的研制

研制了一种利用BiCaVIG晶体的磁光式光纤磁场传感器,并给出了传感头的基本结构。实测结果表明,在非线性小于±5%时传感器的线性动态范围优于70dB,噪声等效磁感应强度为1.5μT,传感器可用于脉冲弱磁场的测量。采用频谱分析的方法,测出了一种BiCaVIG晶体的法拉第效应动态响应特性,其-3dB频带宽度约为DC～200kHz。     

碲基掺铒光纤放大器增益均衡的数值模拟

针对宽带碲基掺铒光纤放大器(EDTFA)本征增益谱不平坦特性,研究了采用双级串连结构,并在两段光纤中间加入增益均衡滤波器来实现增益平坦.模拟结果显示,通过设计一定结构的滤波谱,在37信道同时输入的情况下,铒离子掺杂浓度为4000 ppm时,使1536～1608 nm范围带宽内的增益达到了24 dB左右,噪声指数小于5.5 dB,增益谱的不平坦度小于1 dB;铒离子掺杂浓度为6000 ppm时,使1536～1608 nm范围带宽内的增益达到了23.5 dB左右.噪声指数小于5 dB,增益谱的不平坦度小于1dB.优化后的级连EDTFA可以满足WDM系统的要求.     

干涉式大气垂直探测仪读出电路研究

干涉式大气垂直探测仪是风云4号气象卫星的重要有效载荷,用于获取大气的多种三维信息。成功设计了一款适用于干涉式大气垂直探测仪的红外焦平面读出电路。电路采用CTIA注入级结构,积分电容4档可选。并且工作方式灵活,同时采用相关双采样结构有效地降低了电路输出噪声。电路使用CSMC 0.5 m 2P3M 5 V工艺流片,电路测试结果符合理论设计预期,噪声小于0.14 mV,动态范围达到85.6 dB。耦合中波HgCdTe探测器测试正常,噪声小于0.43 mV,动态范围达到75.6 dB,符合干涉式大气垂直探测仪红外焦平面要求。     

新型北斗用户机射频模块设计

为减小北斗用户机的体积,降低终端成本,缩短终端系统调试时间,文中采用北斗卫星导航系统专用射频芯片,设计了一款新型的北斗用户机模块。该模块体积仅为27mm×19mm。调试后的测试结果为：接收通道噪声系数小于4．5dB,AGC（自动增益控制）范围大于55dB,中频输出幅度为峰峰值1V,输入驻波比小于1．5;发射通道功率调整范围达到-10dBm～5dBm,输出1dB压缩点大于10dBm,本振抑制大于30dB,本振相位噪声误差小于0．9°。测试结果表明射频模块性能全部满足整机要求。     

微波光子雷达去斜接收机的性能分析

微波光子去斜接收机可通过光域操作实现数吉赫兹宽带线性调频信号的处理，是实现高分辨率雷达的重要途径。本文提出了微波光子去斜接收机的通用理论模型。利用此模型分析了去斜处理过程中的电域信号增益，以及接收机的噪声特性和动态范围等指标。结果表明，单路输出型微波光子去斜接收机的噪声增益为信号增益的两倍。此外还通过数值仿真研究了典型结构下微波光子去斜接收机性能随系统关键参数的变化关系。若去斜接收机的前置电放大器增益为20 dB，则当电光调制器半波电压从6 V降低至1.5 V时，接收链路的灵敏度可优化约10.8 dB，对应的动态范围损失在2 dB以下；而当半波电压低于3 V时，前置电放大器的增益应低于30 dB以避免较大的动态范围损失。     

用于电子战系统的微波光链路

微波光链路利用光纤实现信号的分发、传输和处理,它具有带宽大、重量轻、抗干扰等优点,在相控阵、多波束形成等电子战系统中具有很好的应用前景。但是其噪声系数、动态范围等方面的劣势也限制了其实际工程应用。文章主要从理论上分析了微波光链路的噪声系数、动态范围性能的限制因素。并通过试验测试给出了在现有工艺水平条件下微波光链路可以达到的性能指标:在1GHz瞬时带宽下动态范围大于40dB,噪声系数小于5dB。     

12 Gb/s GaAs PHEMT 跨阻抗前置放大器

采用0.5 μ m GaAs PHEMT工艺研制了一种单电源偏置光接收机跨阻抗前置放大器.放大器-3dB带宽约为9.5GHz;在50MHz~7.5GHz范围内,跨阻增益为43.5±1.5dB Ω ,输入输出回波损耗均小于-10dB;带内噪声系数在4dB~6.5dB之间,由此得到的最小等效输入噪声电流密度约为17.6pA/ Hz ;输入12Gb/s NRI伪随机序列时,放大器输出眼图清晰,眼开良好.     

具有动态增益均衡特性的低噪声全光增益箝位EDFA

针对全光增益箝位EDFA噪声指数恶化以及用于WDM系统时增益动态变化两个问题,提出具有动态增益均衡特性的低噪声全光增益箝位EDFA,在35 nm范围内,输入信号功率在-40 dBm到0 dBm之间变化时,增益变化被箝制在1 dB范围内,同时保持单波长输入噪声指数<4.5 dB,多波长输入增益谱不平坦度<0.4,噪声指数<5.5 dB,有效解决了以上问题.     

0.2μm GaAs PHEMT3.1~10.6GHz宽带低噪声放大器设计

采用OMMIC公司提供的0.2μm GaAs PHEMT工艺(fT=60 GHz)设计并实现了一种适用于宽带无线通信系统接收前端的低噪声放大器。在3.1~10.6 GHz的频带内测试结果如下:最高增益为13 dB;增益波动<2dB;输入回波损耗S11<-11 dB;输出回波损耗S22<-16 dB;噪声系数NF<3.9 dB。5 V电源供电,功耗为120mW。芯片面积为0.5 mm×0.9 mm。与近期公开发表的宽带低噪声放大器测试结果相比较,本电路结构具有芯片面积小、工作带宽大、噪声系数低的优点。     

20GHz宽带GaAs PHEMT分布式前置放大器

采用0.5μm GaAs PHEMT工艺研制了一种光接收机分布式前置放大器.该放大器-3dB带宽接近20GHz,跨阻增益约46dBΩ;在50MHz~16GHz范围内,输入、输出电压驻波比(VSWR)均小于2;带内噪声系数在3.03~6.5dB之间,平均等效输入噪声电流密度约为14.6pA/ Hz ;在输入10Gb/s非归零(NRZ)伪随机二进制序列(PRBS)信号下,放大器输出眼图清晰,具有12ps的定时抖动和166mV峰峰电压.     

A 60-dB linear VGA with novel exponential gain approximation

A CMOS variable gain amplifier (VGA) that adopts a novel exponential gain approximation is presented.No additional exponential gain control circuit is required in the proposed VGA used in a direct conversion receiver.A wide gain control voltage from 0.4 to 1.8 V and a high linearity performance are achieved. The three-stage VGA with automatic gain control (AGC) and DC offset cancellation (DCOC) is fabricated in a 0.18-μm CMOS technology and shows a linear gain range of more than 58-dB with a linearity error less than ± 1 dB. The 3-dB bandwidth is over 8 MHz at all gain settings. The measured input-referred third intercept point (IIP3) of the proposed VGA varies from -18.1 to 13.5 dBm, and the measured noise figure varies from 27 to 65 dB at a frequency of 1 MHz. The dynamic range of the closed-loop AGC exceeds 56 dB, where the output signal-to-noise-and-distortion ratio (SNDR) reaches 20 dB. The whole circuit, occupying 0.3 mm2 of chip area, dissipates less than 3.7 mA from a 1.8-V supply.     

10Gb/s光接收机跨阻前置放大器芯片设计研究

采用0.18 μm BiCMOS工艺设计并实现了一种高增益、低噪声、宽带宽以及大输入动态范围的光接收机跨阻前置放大器.在寄生电容为250 fF的情况下,采用全集成的四级放大电路,合理实现了上述各项参数指标间的折中.测试结果表明:放大器单端跨阻增益为73 dB,-3 dB带宽为7.6 GHz,灵敏度低至-20.44 dBm,功耗为74 mW,最大差分输出电压为200 mV,最大输入饱和光电流峰-峰值为1 mA,等效输入噪声为17.1 pA/√Hz,芯片面积为800 μ.m×950μm.