高铁车厢内RoF无线宽带接入及其电磁环境研究

首先提出一种基于RoF（光载无线）技术在高铁车厢内实施分布式宽带无线接入的方案,该方案具有低发射功率、分布式微小区覆盖和多接入点等特点;随后,利用FDTD（有限差分时域）算法软件建立了一套高铁车厢电磁环境分析模型,对宽带接入环境下车厢内的电磁辐射进行了分析;通过对比RoF分布式方案和传统无线接入系统发现,RoF无线接入系统能够在产生更小功耗的同时降低车厢内耦合电场强度4~6dB,从而有效降低了对车载设备的电磁干扰。     

全双工光载无线隧道通信系统

鉴于长距离隧道内复杂的无线传输环境,传统通信技术不能满足旅客高质量的通信需求,提出了一种基于波分复用无源光网络的光载无线（RoF）分布式隧道通信系统。采用波分复用技术实现不同业务在光域的物理隔离,协同分布式天线技术,在隧道内部提供高频无线接入,提升系统带宽的同时解决了隧道内部信号急剧衰减的问题。通过实验搭建了全双工的光载无线试验平台,实现了用光学的方法产生和传输载频为24 GHz的16/64QAM矢量信号,并且通过测量上下行链路的EVM值验证了方案的可行性。     

Thermal tuning of chirped SOI sidewall grating for tunable wavelength, delay, and bandwidth

In this work, we design a silicon-on-insulator (SOI) sidewall grating with tunable wavelength, delay, and bandwidth through thermal tuning. Incorporating uniform sidewall corrugations and a linearly chirped rib waveguide, the thermo-optic effect imposed on chirped rib waveguide changes the effective refractive index, due to the resultant of the temperature gradient. Consequently, tunable wavelength, delay, and bandwidth in SOI sidewall grating are achieved. In the numerical simulations, the designed SOI grating is demonstrated with a tunable wavelength from 1 560.7 nm to 1 561.9 nm, a tunable delay from 0 to 38 ps, and a tunable bandwidth from 1 nm to 1.5 nm.     

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。     

基于光子技术的微波频率测量研究进展

微波频率测量及分析在军用、民用领域中有着重要战略地位和重大需求,并随着通信、雷达、电子对抗中工作频率的不断攀升而面临着前所未有的挑战。近年来以微波光子学为基础的光子型微波频率测量技术应运而生,因其在瞬时带宽、抗电磁干扰方面有着显著优势,得到了长足发展,并具有重要的理论意义和实用价值。针对目前主要研究的光子型微波频率测量方案,如微波光子扫频方案、频率 幅度映射方案、频率 空间映射方案、频率 时间映射方案、光子压缩感知方案、以及数字化测频方案等,介绍了其基本原理及实验方案,并对各种方案的研究现状与进展进行了梳理、分析和总结。最后,对光子型微波频率测量的趋势和前景进行了简要探讨和展望。     

基于偏振调制的可变系数微波光子滤波器

基于偏振调制器(PolM)设计并实现具有可变系数特 性的可调谐微波光子滤波器,通过理论计算与实验证 实了设计方案的可行性。PolM可以对输入的微波信号实现两路正交反相的相位调 制,经强度调制转 换后,可以拍频恢复出原来的微波信号。仅需通过调节偏振控制器(PC)控制光信号的检偏方 向,即可实现恢复 出的微波信号π相位变化,进而实现滤波器抽头系数的正负变化。利用偏振分束器(PBS)实 现两路光信号检偏和 合并的同时,能够有效地避免两路光信号之间的干涉。通过调节光路中的光可调时延线(OTD L)改变两路光信号 间的时延差,能够改变滤波器的自由光谱范围(FSR),实现滤波 器的可调谐。通过实验验证了时延差分别为300ps和400ps 两种情况下正系数和负系数微波光子滤波器的频率响应,与理论计算值相吻合,验证了方案 正确性。     

基于级联调制器和四波混频效应的24倍频微波信号的光学生成

提出了一种基于级联马赫-曾德尔调制器 (MZM)和半导体光放大器(SOA)的24倍频微波信号 光学生成方案,具有覆盖频段高、杂波抑制效果好等优点。在本方案中,低频微波信号分别 通过两个级联 MZM对连续光源进行调制,调节直流偏置使两个MZM均工作在最大偏置点,以抑制奇数阶光分 量;进一 步调节两个MZM的调制深度,并结合可调谐电相移器(TEPS)和可调谐光相移器(TOPS)引入相 移,完全抑 制第2个MZM输出的±2阶光分量和光载波,得到±4阶光分量;再经过SOA发生四波混频(FWM )效应,形成±12 阶光分量;滤波后拍频可以获得24倍频微波信号。最后,搭建了实验和仿真系统,分别以11．0GHz,11.5GHz和12.0GHz的微波信号为驱动,得到间隔为264、276GH z和288GHz的±12阶光边带,有效验证了方案的可行性。     

铁电液晶基空间光调制器的灰度响应特性

提出了一类以铁电液晶作光调制层的空间光调制器等效电路模型,对调制器的灰度响应特性进行了动态仿真研究,给出了驱动电压频率100 Hz~1 kHz和写入光强0~10 mW/cm²时调制器的强度转移特性曲线。结果表明,光寻址空间光调制器(OASLM)电光响应的上升时间随写入光强的增加而减少,写入光强由0.5 mW/cm²增加到10 mW/cm²,上升时间从1.44 ms减少为74 μs。写入光强存在使输出光强随之(准)线性增加的范围,调制器工作在该范围内即可显示不同灰度;强度转移特性对电压频率十分敏感,调节频率可对调制器的工作范围及灰度区内强度转移特性曲线的斜率等进行控制,频率由100 Hz增加到1 kHz,工作范围由(0.08 mW/cm²,1 mW/cm²)改变为(2 mW/cm²,10 mW/cm²),同时线性段内强度转移特性曲线的斜率减小。另外,虽然擦除光对强度转移特性的影响很弱,但必须注入擦除光以抑制无写入光注入时的光响应和保证在新信息写入前擦除先前的信息。由该模型得到的仿真实验结果在趋势与量级上均与有关文献的实测结果相一致。     

基于倍增FSR式光梳状滤波器阵列的瞬时频率测量研究

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。     

光纤Bragg光栅滤波响应的轴向分布特性研究

为揭示光纤Bragg光栅（FBG）的局部滤波特征,研究和分析了滤波响应沿光栅轴向的空间分布规律。从均匀、切趾和啁啾型等基本光纤Bragg光栅（FBG）类型出发,分析了反射带滤波光场沿轴向的分布规律。结果表明,均匀型FBG中,光场反射多集中在前1/2个光栅长度内,呈现非对称性;切趾型FBG中,光场反射在光栅长度内的均匀性...